JP4878847B2 - 室外機の補助冷却用クーリングマット装置 - Google Patents

Description

この発明は、空調・冷凍・冷蔵装置等に用いる熱交換手段である凝縮器において、凝縮器の冷却用の吸い込み空気をクーリングマットに通過させることで冷却させる室外機の補助冷却用クーリングマット装置に関する。

従来、空調・冷凍・冷蔵装置等の冷凍サイクルに用いられる凝縮器は、冷媒を液化するために冷却する必要がある。凝縮器の冷却を空気で行う空冷式は、装置構造が簡便なため安価であるが、夏場の高温時等に庫内・室内の冷却効率が落ちるという問題がある。

そこで、空冷式凝縮器に対してさらに補助冷却装置を用いることが数多く提案されており、その典型的な装置としては、放熱フィンに直接水を散布し冷却効率を向上させる補助冷却装置が知られている。空冷式凝縮器に用いる補助冷却装置の一例として、本出願人は、既に、凝縮器の放熱フィンの近傍にクーリングマットを配置し、例えば、圧縮機が運転されている時に外気温度が３５℃前後の高温になった際に、該クーリングマットに冷却水を流下させて、この散水の蒸発潜熱によって、凝縮器に冷却ファンによって吸い込まれる空気を冷却させる方式を提案している（特許文献１参照）。

上記のクーリングマットを使用する冷却方式の補助冷却装置は、冷却水を凝縮器の放熱フィンに直接吹き付けるのではなく、凝縮器の放熱フィンを冷却する空気を冷却水により間接的に冷却しているので、放熱フィンには冷却水による腐食やスケールの付着が生じることがない。また、この補助冷却装置は、従来の凝縮器に後付けにより付加することができることから、既設ユニットに取付けが可能であり、また、着脱・交換も簡単である。更に、クーリングマットの製作には廃材を活用することもできるから、資源の有効利用にもなるという利点を備えている。

図６は、補助冷却装置を固定した従来の室外機の概略を示す斜視図であり、図７は、従来の冷凍サイクルの一例を示す概略図である。

図７に示すように、冷凍サイクル１０は、圧縮機１１、凝縮器２、ドライヤ１４、膨張弁１３及び蒸発器１２を冷媒管７で接続して構成されている。従来周知の冷凍サイクル（図示せず）を構成する凝縮器２の近傍、即ち凝縮器２に付設された冷却ファン３とは一定距離離れた位置に補助冷却装置２０が設けられている。補助冷却装置２０は、マット状のクーリングマット２１、冷却水を溜める貯水槽２５、及び給水管３１に冷却水を供給する給水ユニット３０を具備している。給水ユニット３０は、例えば、水道管に連通する給水管３１、給水管３１に介装され水道水を断水又は通水するための開閉弁となる電磁弁３２、電磁弁３２の開閉を制御するサーモスタット３３、及びサーモスタット３３を作動させるために補助冷却装置２０への流入空気の温度を計るセンサ３４を具備している。センサ３４は、冷却ファン３が発生する冷却風の上流側（吸気側）に配置されている。

図６に示すように、補助冷却装置２０の上部には、給水ユニット３０から供給される冷却水をクーリングマット２１に流下させる散水樋２２、及びクーリングマット２１を蒸発し切ることなく流下した水分を集める排水樋２３を備えている。クーリングマット２１は、冷却水がその落下に伴って飛び散ること、及び、冷却ファン３によって吸引される空気に伴って流されることを避けるために設置するものであり、支持部２７により凝縮器２に取り付けられている。クーリングマット２１の素材の性状としては、空気通過時の抵抗が少なく、且つ落下する冷却水との熱交換が円滑で、耐久性があるものが好ましい。空気を通し易いマットとしては、例えば不織布状の繊維体、例えば、資源の有効利用の観点から廃プラスチックをリサイクルして繊維状に再加工したものを使用することができる。クーリングマット２１の形状は凝縮器２における空気吸入面を略カバーする形状が望ましく、厚みについては、その素材・形状にもよるが、数センチ程度のものでよい。また、クーリングマット２１は伸縮可能な素材を選択することで設置を容易にすることができる。

センサ３４は、流入空気の温度が設定値以上又は以下となったことを感知すると、サーモスタット３３が働き、電磁弁３２を開閉させる。電磁弁３２が開状態になると給水管３１より散水ノズル（図示せず）を介して、クーリングマット２１に水道水を供給する。散水樋２２の底部には、多数の散水孔が穿設されており、給水ユニット３０の給水管３１から供給された冷却水をクーリングマット２１の上端部に略均一に散水・滴下する。冷却水は、散水樋２２からすだれ状となってクーリングマット２１を伝って流下する。クーリングマット２１を凝縮器２に向かって通過する冷却空気は、クーリングマット２１を流下する冷却水の気化熱によって効率よく冷却される。クーリングマット２１の下部から滴下する冷却水は、排水手段としての排水樋２３に受けて集められる。冷却水は、排水樋２３の一端部に接続された排水管２８（図７参照）を通じて貯水槽２５に排水されるか、或いは直接に地面に排水される。

冷却水は、水道水に代えて、蒸発器１２にて発生するドレン水を用いてもよい。即ち、ドレン水をドレンパンからポンプにより貯水槽２５に供給し、貯水槽２５の冷却水をポンプにより再び循環用配水管を経て給水ユニット３０の給水管３１から散水樋２２に供給することができる。散水樋２２と排水樋２３との間には冷却水を循環させるための循環用配管を設けることで、クーリングマット２１の給水・排水を円滑に行うとともに、冷却水の有効利用を図ること等も可能である。なお、上記散水樋２２及び排水樋２３は、それぞれ散水管及び排水管であってもよい。

図７に示すように、室外機１には１つの凝縮器２を配置したもので説明したが、図６に示すように、２つの凝縮器２を鏡面対称的に配置し、補助冷却装置２０，２０ａもそれぞれの凝縮器２の空気流入側に設けて左右対称とすることもできる。また、凝縮器２と補助冷却装置２０の組み合わせを１セットとし、これを複数セット並行に配置させることもある。クーリングマット２１を用いた間接式の補助冷却装置２０，２０ａにおいては、クーリングマット２１を放熱フィンから一定距離離して配置させることで、冷却水の放熱フィンへの影響（腐食、スケールの付着等）を確実に遮断することができる。

図６と図７に示す補助冷却装置２０は、被冷却手段である凝縮器２の冷却能力を向上せることができ、間接冷却であることから、放熱フィンの冷却水による腐食やスケールの付着を生じることがないという優れた効果を奏し、従来の凝縮器に付加することができ、既設ユニットに取り付けが可能であり、また、着脱・交換の簡単であるという効果を奏することができる。さらに、クーリングマットは、廃材を使用することができるので、資源の有効利用にもなる。

補助冷却装置は、クーリングマットに関しては、当該クーリングマットの周囲を保持する枠体（フレーム）を備えている。しかしながら、クーリングマット自体は繊維体で構成されているために撓み易いので、クーリングマットの裏面への吸込み防止、表面側の台風等に伴う強風による冷却水の飛散防止、飛散する水の回収とクーリングマットへの再散水を行う機能を持たせたマット押えを提案している。マット押えは、クーリングマットの表裏両面において横方向に延びるバーの形態が採用されており、左右の両端部を枠体の左右フレームに取り付けて左右間に橋渡しして設置されている。

かかるマット押えは、補助冷却装置の幅広い横幅に合わせて細長い形態にならざるを得ず、依然として撓みやすいという問題があるので、マット押えをクーリングマットの表裏において合わせて配置し、両マット押えをストッパで互いに挟み込んで係止することで強度アップを図っている。したがって、クーリングマットのフレームへの着脱時には、マット押えを係止しているストッパの取外し及び取付けと、マット押えのフレームへの取外し及び取付けという作業が必要になり、マット交換に手間と時間がかかっていた。
特開２００４−３８０６号公報

そこで、補助冷却装置に用いられるクーリングマットの交換等の際に、マット押えについて一層簡単な操作で取外し及び取付けを可能にする点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、コスト削減を図りつつマットの交換を簡単な作業で且つ短時間に実行することができる室外機の補助冷却用クーリングマット装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による室外機の補助冷却用クーリングマット装置は、矩形形状の枠フレームと当該枠フレームに取り付けられ冷却水が流下されるクーリングマットとを備える室外機の補助冷却用クーリングマット装置であって、
前記枠フレームの中空部の左右両端位置と中央位置とに配置され前記クーリングマットを表側と裏側とから保持する表裏押えと、隣り合う前記表裏押えの間を等分する位置で前記クーリングマットを裏側で支えるように前記枠フレームに取り付けられる補助裏押えとを備えることを特徴とする。

この室外機の補助冷却用クーリングマット装置によれば、矩形形状の枠フレームに対して、冷却水が流下されるクーリングマットが取り付けられるが、枠フレームの中空部の左右両端位置と中央位置とに配置された表裏押えがクーリングマットを表側と裏側とから保持し、隣り合う表裏押えの間を等分する位置で枠フレームに取り付けられた補助裏押えがクーリングマットを裏側で支える。したがって、矩形形状の枠フレームに対して、表裏押えと補助裏押えという部品点数が少なく且つ構造簡単な押え部材によってクーリングマットを安価に保持し支えることができる。

この室外機の補助冷却用クーリングマット装置において、前記表裏押えは表押えと裏押えとからなり、当該表押えは前記クーリングマットの前面側から着脱自在に設けることができる。表裏押えをクーリングマットに対して表側に配置される表押えと、裏側に配置される裏押えとから構成し、当該表押えをクーリングマットの前面側から着脱自在に設けることで、補助冷却用クーリングマット装置を室外機に取り付けた後であっても、表押えをクーリングマットの前面側から脱着することで、クーリングマットを枠フレームから取り外し、クーリングマットの交換の後、表押えをクーリングマットの前面側から装着することで、クーリングマットの交換作業を簡単な作業で且つ短時間に実行することができる。

この室外機の補助冷却用クーリングマット装置において、前記表押え及び前記裏押えは、長尺板状の押え本体と、当該押え本体の両側縁部において形成され前記クーリングマットへの適用状態で当該クーリングマットに食い込む折曲げ部とを備えることができる。裏押え及び表押えをクーリングマットへの適用した状態では、押え本体の両側縁部に形成されている折曲げ部がクーリングマットに食い込むので、クーリングマットの押え作用を高め、クーリングマットの面内方向の移動も効果的に抑えることができる。

この室外機の補助冷却用クーリングマット装置において、前記折曲げ部の先端部分は、更に内側に折り曲げることができる。折曲げ部の先端部分を更に折曲げ部に対して内側に折り曲げることで、折曲げ部とその先端部分とがクーリングマットにより確実に係合し、押え効果を高めることができる。

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この発明による室外機の補助冷却用クーリングマット装置は、上記のように構成されているので、枠フレームの中空部の左右両端位置と中央位置との三つの位置に配置された表裏押えによって、クーリングマットを表側と裏側とから保持することができる。また、隣り合う表裏押えの間を等分する位置で枠フレームに取り付けられる補助裏押えによって、クーリングマットを裏側で支えるので、裏押えよりもより短い間隔の位置でクーリングマットの裏側への撓み、即ち、室外機側への撓みを抑制することができる。この結果、表裏押えと補助裏押えとの最小限の数の押え部材でクーリングマットを枠フレームに取り付けることができる。更に、クーリングマットの交換の際に、工具無しの手作業でも、また仮に工具を用いるにしても簡単な工具によって、作業が簡単に且つ短時間で行うことができる。

以下、添付した図面に基づいて、この発明による室外機の補助冷却用クーリングマット装置の実施例を説明する。図１はこの発明による室外機の補助冷却用クーリングマット装置の一実施例を示す正面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。この発明による室外機の補助冷却用クーリングマット装置（以下、「クーリングマット装置」と略す）においても、適用される対象としての室外機、及びそれを含む冷凍システムについては、既に説明した図６及び図７に示されたものを用いることができるので、ここでの再度の説明は省略する。

図１に示すクーリングマット装置４０によれば、枠フレームは横フレームである上下フレーム４２，４３と縦フレームである左右フレーム４４，４５を備えている。組み立てられた上下左右の枠フレーム４２，４３，４４，４５によって矩形形状の枠フレームが形成され、当該矩形形状の枠フレームで囲まれる内部には中空部が形成される。クーリングマット４１は、当該中空部に配設されて矩形形状の枠フレームに取り付けられる。クーリングマット４１の裏面側には、クーリングマットが吸込み空気によって凝縮器内部側に撓むのを防止するための複数本の裏押え５０が設けられている。裏押え５０は、上下両端が上下フレーム４２，４３に取り付けられていて、上下フレーム４２，４３間に掛け渡されて縦方向に延びている長棒状の構造を有している。クーリングマット４１は、冷凍サイクルの運転時には常に生じている吸込み空気によって凝縮器側に吸い込まれようとするので、そうした撓みを防止するため、図示の例では、後述する表押えと比較して比較的密に左右フレーム４４，４５の直近に配置されるものを含めて左右間に７本の裏押え５０が設置されている。

一方、クーリングマット４１の表側には、クーリングマット４１が台風等によってもたらされる強風によって表側に撓んで、冷却水が飛散するのを防止する表押え５１が配置されている。表押え５１は、図示の例では、枠フレームの左右中央位置と左右フレーム４４，４５の直近に配置されるものを含めて左右間に３本設置されている。表押え５１が設けられる位置は、いずれの表押え５１の場合も裏押え５０と表裏位置を合わせて配置されている。表裏位置を合わせて配置されている裏押え５０と表押え５１とは、後述するように互いに組み合わされており、本発明においては表裏押えとして機能している。表押え５１と組み合わせて配置されておらず単独で用いられている裏押え５０は、本発明においては、クーリングマット４１が室外機である凝縮器側に撓むのを防止する補助裏押えとして機能している。補助裏押えは、隣り合う表裏押えの間を等分（図示の例では３等分）する位置でクーリングマットを裏側で支えている。

裏押え５０と表押え５１とは、構造上は、類似した形態に構成されている。即ち、特に図３に示されているように、裏押え５０と表押え５１とはバー状の長手部材を備えており、その断面形状は、マットに対して押え本体５２に対して両端が食い込むように折り曲げられた折曲げ部５３，５３となっており、折曲げ部の更に先端部分５４，５４が内側に折り曲げられている。裏押え５０と表押え５１は、共に、折曲げ部５３，５３をクーリングマット４１側に向けて、クーリングマット４１に適用される。したがって、裏押え５０と表押え５１とをクーリングマット４１に押し当てることで、折曲げ部５３，５３及びその先端部分５４，５４がクーリングマット４１内に食い込み、クーリングマット４１に対する拘束性を高めることができる。裏押え５０と表押え５１は、材質的にも、軽量で錆を生じ難いアルミニウム製とすることが好ましい。アルミニウムは剛性が低いが、折曲げ部５３，５３を形成することで断面二次モーメントを大きくして、曲げに対する曲げ剛性を高めることができる。

裏押え５０は、クーリングマットを貫通可能な突出し棒付きの構造である。各裏押えにおいて、突出し棒５５は、本実施例では、図１に示すように、上下の中心位置と上側に寄った位置の２カ所に設置されている。突出し棒５５については、縦方向に２本設置することにより、表押え５１の回転防止となる。突出し棒５５の設置箇所の数はこれに限ることはないが、盲動の防止と作業簡易性とを考慮して上記のような少なくとも２カ所とすることが好ましい。図２及び図３に示すように、突出し棒５５は、裏押え５０（図２に示す左右フレーム４５の近傍においては、左右フレーム４５の延長部４６が裏押えとして機能している）に対してナット５８で締め付けることによって押え本体５２に取り付けられている。このため、突出し棒５５は少なくとも頭部５７に近い部分にねじ５６が形成されたボルトとすることができる。ボルトの頭部５７と裏押え５０との間には弛み止めとしてワッシャ５９が介在されている。ナット５８は、両折曲げ部５３，５３の間に嵌まり込む大きさに設定されている。

一方、表押え５１には、裏押え５０とともにクーリングマット４１を挟んだときに、裏押え５１に設けられている突出し棒５５が貫通可能なように位置を合わせた２カ所に挿通孔６１が形成されている。裏押え５０と表押え５１とをクーリングマットに装着した状態では、クーリングマット４１を突き刺した突出し棒５５は表押え５１に形成された挿通孔６１を通り、突出し棒５５の先端部６０は表押え５１から表側に突き出る状態となる。

突出し棒５５の先端部６０には、径方向に貫通して形成され、後述する係止部材であるＲピンが係止される係止孔としての横孔６２が形成されている。図４には、係止部材であるＲピンによる係止構造が示されている。突出し棒５５は、横孔付き棒として構成されており、横孔６２にβピン６３を差して止めることにより、表押え５１が裏押え５０からひいてはクーリングマット４１から外れるのが防止される。また、クーリングマット４１が薄手のものであって、腰の弱いものであっても、表裏の押え５０，５１で挟み付けることによって、浮き上がりや撓みを防止することができる。

突出し棒５５は、軸部にねじが形成されているねじピンであってもよい。また、突出し棒５５については、ナット５８による締め付けでなくて、プラスチックファスナーのように、打ち込みや回転操作等の操作によって固着される、裏押えに簡単な操作で取り付けられるピンであってもよい。あるいは、溶接や塑性変形によって取り付けられるリベットであってもよい。先端に係止される係止部材としては、上記のようにβピン６３の形態に限らず、図５に示すようにＲピン６４であってもよい。また、他の適宜に係止可能な自己の弾性で把持するクリップ、或いは弾性を伴うことなく単に係止している止め部材であっても良い。また、ピンの先端は、Ｒや球等の丸みを付けて、マットへの貫通や作業上の安全に寄与することができる。

左右フレーム４４，４５の近傍における押えについては、表押え５１については、上記した表押えと同じ構造である。裏押えについては、左右フレーム４４，４５の構造をそのまま利用することができる。即ち、図２に示すように、左右フレーム４４，４５は、クーリングマット４１の裏面に沿って延びていて裏押えとして機能する延長部４６を備えており、延長部４６に突出し棒５５が立設される。立設の具体的な形態は、図３に示す裏押えの場合と同様であるので、再度の説明を省略する。

クーリングマット４１の交換作業に伴う、押えの取付け・取外し作業については、裏押え５０は、枠フレーム（上下フレーム４２，４３）から取り外す必要はなく、左右及び中央の表裏押えにおける表押え５１のみを取り外す。各表押え５１は、係止部材であるβピン６３（Ｒピン６４）を突出し棒５５の先端部６０に形成されている横孔６２との係止から外すことで、裏押え５０から取り外すことができる。表押え５１を取り外した後は、クーリングマット４１が突出し棒５５に突き刺されている状態であるので、クーリングマット４１を枠フレームから簡単に取り外すことができる。クーリングマット４１を交換し各裏押え５０の２箇所の突出し棒５５に突き刺した後、左右及び中央の表押え５１を対応する各裏押え５０にあてがう。各裏押え５０の突出し棒５５を表押え５１に形成された挿通孔６１に通し、突き出た先端部６０に形成されている横孔６２にβピン６３（βピン６４）を係止させることで、表押え５１の取付けが完了する。

上記した補助冷却装置の実施例は、一例を示すものであって、本発明による補助冷却装置は、適宜の変更が可能である。例えば、表裏の押えの断面形状や、突出し棒の形状、係止部材の構造等は、図示のものにとらわれず、種々の変更が可能である。

この発明による補助冷却装置の一実施例を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 この発明による補助冷却装置に用いられる係止部材の一例を示す図である。 この発明による補助冷却装置に用いられる係止部材の別の例を示す図である。 従来の補助冷却装置の室外機への適用例を示す斜視図である。 従来の補助冷却装置の冷凍サイクルへの適用例を示す概略図である。

１ 室外機 ２ 凝縮器
３ 冷却ファン ７ 冷媒管
１０ 冷凍サイクル １１ 圧縮機
１２ 蒸発器 １３ 膨張弁
１４ ドライヤ
２０，２０ａ 補助冷却装置
２１ クーリングマット
２２ 散水樋 ２３ 排水樋
２５ 貯水槽 ２７ 支持部
２８ 排水管
３０ 給水ユニット ３１ 給水管
３２ 電磁弁 ３３ サーモスタット
３４ センサ
４０ 補助冷却装置 ４１ クーリングマット
４２，４３ 上下フレーム
４４，４５ 左右フレーム
４６ 延長部（裏押え）
５０ 裏押え ５１ 表押え
５２ 押え本体 ５３ 折曲げ部
５４ 先端部分 ５５ 突出し棒
５６ ねじ ５７ 頭部
５８ ナット ５９ ワッシャ
６０ 先端部 ６１ 挿通孔
６２ 横孔
６３ βピン ６４ Ｒピン

Claims (4)

1. 矩形形状の枠フレームと当該枠フレームに取り付けられ冷却水が流下されるクーリングマットとを備える室外機の補助冷却用クーリングマット装置であって、
   前記枠フレームの中空部の左右両端位置と中央位置とに配置され前記クーリングマットを表側と裏側とから保持する表裏押えと、隣り合う前記表裏押えの間を等分する位置で前記クーリングマットを裏側で支えるように前記枠フレームに取り付けられる補助裏押えとを備える
   ことを特徴とする室外機の補助冷却用クーリングマット装置。
2. 前記表裏押えは表押えと裏押えとからなり、当該表押えは前記クーリングマットの前面側から着脱自在に設けられる
   ことを特徴とする請求項１記載の室外機の補助冷却用クーリングマット装置。
3. 前記表押え及び前記裏押えは、長尺板状の押え本体と、当該押え本体の両側縁部において形成され前記クーリングマットへの適用状態で当該クーリングマットに食い込む折曲げ部とを備えている
   ことを特徴とする請求項２記載の室外機の補助冷却用クーリングマット装置。
4. 前記折曲げ部の先端部分は、更に内側に折り曲げられている
   ことを特徴とする請求項３記載の室外機の補助冷却用クーリングマット装置。

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