JPH0611210A

JPH0611210A - 熱交換器及びそれを用いた空気調和機

Info

Publication number: JPH0611210A
Application number: JP4170578A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Tanaka; 攻明田中; Shin Honda; 伸本田
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1994-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】冷媒凝縮器の表面に均一に水を供給すること
のできる空気調和機を提供することを目的とする。【構成】コンデンサ３０の上方に、エバポレータ６４
からのドレン水を収容する容器３６を配置する。容器３
６の下部には、コンデンサ３０を形成するフィン４４と
同数の穴４０を設ける。この穴４０から各フィン４４の
上部に対してドレン水を供給するため、このドレン水が
各フィン４４毎に下方に伝わり、全てのフィンに均一に
水を供給することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器及びそれを用
いた空気調和機に関し、特にコンデンサ上端から均一に
水を供給する熱交換器及びそれを用いた空気調和機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図２および図２４に示すように、ガス状
の冷媒を圧縮する圧縮機６８、この圧縮機６８で圧縮さ
れたガス状の冷媒を冷却して液冷媒にする凝縮器（コン
プレッサ）３０、この凝縮器３０で液状になった冷媒を
膨張させ霧状の冷媒にする膨張弁６２、及び、この膨張
弁６２で霧状になった冷媒を空気と熱交換させる蒸発器
６４を備える冷凍サイクル７０において、特開昭６３−
１７３６５号公報や特開昭６３−１８７０７９号公報に
開示されるように、蒸発器６４に付着する凝縮水を容器
６１にて受け、この凝縮水をポンプ４２で汲み上げてノ
ズル７２等の放水手段から霧状に吹き出すことにより凝
縮器３０に放水する空気調和機がある。これは、凝縮器
３０に水を放水して冷却することにより、凝縮器３０で
の熱交換効率を高めるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
空気調和機において、ノズル７２からコンデンサ３０に
向けて凝縮水を吹き出すと、図２４に示すように、ノズ
ル７２から吹き出された凝縮水が不均一に付着し、凝縮
水が当たりやすく濡れやすい部位９０と、凝縮水が当た
らず乾燥している部位９１とができる。この乾燥してい
る部位９１により、期待される充分な熱交換効率の向上
を得られないという問題や、濡れやすい部位９０ばかり
に散水することによる過剰散水により、図３および図６
に示す如く、水づまりが生じ、散水によって期待される
充分な熱交換効率の向上を得られないという問題があ
る。

【０００４】そこで、本発明は、冷媒凝縮器の表面に均
一に水を供給することのできる熱交換器及びそれを用い
た空気調和機を提供することを目的とする。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機と、
内部に冷媒が流れる複数のチューブ、この複数のチュー
ブの間に設けられ、冷媒の放熱を促進する複数のフィン
を有し、前記冷媒圧縮機が吐出した高圧の冷媒を、第一
流体と熱交換させて液化凝縮する冷媒凝縮器と、この冷
媒凝縮器の液化した冷媒を断熱膨張させる減圧装置と、
この減圧装置にて断熱膨張した冷媒を第二流体と熱交換
させて第二流体から潜熱を奪って蒸発させる冷媒蒸発器
と、内部に水を収容する容器と、を備え、前記容器は、
一端が容器内部に開口し、他端が容器外部に連通して前
記複数のチューブもしくは前記複数のフィンの少なくと
も一方の各々の上端部近傍に開口する連通部を下方に有
する空気調和機を採用するものである。

【０００６】また、本発明は、内部に冷媒が流れる複数
のチューブ、及びこの複数のチューブの間に設けられ、
冷媒の放熱を促進する複数のフィンを有する熱交換部
と、内部に水を収容する容器と、を備え、前記容器は、
一端が容器内部に開口し、他端が容器外部に連通して前
記複数のチューブもしくは前記複数のフィンの少なくと
も一方の各々の上端部近傍に開口する連通部を下方に有
する熱交換器を採用するものである。

【０００７】

【作用】上記構成よりなる本発明の空気調和機によれ
ば、冷媒圧縮機、冷媒凝縮器、減圧装置、冷媒蒸発器か
らなる冷凍サイクルにて、内部に水を収容する容器を設
ける。この容器内の水を冷媒凝縮器に散水して、冷媒凝
縮器での熱交換効率を上昇させるために、この容器の下
方内部に連通部を設け、この連通部の他端側を冷媒凝縮
器のチューブもしくはフィンの少なくとも一方の各々の
上端部近傍に開口させる。容器内の水が、連通部を通っ
てチューブもしくはフィンの各々の上端部に散水される
ので、各フィンもしくは各チューブ毎に重力により水が
下方に伝わっていき、全てのフィンもしくはチューブに
均一に水をかけることができる。

【０００８】また、上記構成の熱交換器によれば、熱交
換部での熱交換効率を上昇させるために、内部に水を収
容する容器を設け、この容器内の水を熱交換部に散水さ
せる。容器内の水が、容器の連通部を通って熱交換部の
チューブもしくはフィンの各々の上端部に散水されるの
で、各フィンもしくは各チューブ毎に重力により水が下
方に伝わっていき、全てのフィンもしくはチューブに均
一に水をかけることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の空気調和機を用いた一実施例
を図面と共に説明する。図１に第１実施例として、積層
型コンデンサまたはサブクーラに水を供給した空気調和
機を示す。コンデンサ３０はヘッダ３２が上下となり、
冷媒が流入するチューブ３４が縦方向となるように配置
し、コンデンサ３０上端にコンデンサ３０の横幅と同等
寸法の容器３６を設置した。容器３６の構造は図９に示
すように側面３８の下方に複数の穴４０があけられたも
ので、ポンプ４２より送られたドレン水が容器３６に一
度貯められ、穴４０から少量ずつコンデンサ３０へ落下
する。コンデンサ３０への容器３６の設置方法は、図１
０に示すように水がすべてのフィン４４にかかるのが望
ましく、従って穴４０の間隔は、コンデンサチューブ３
４の間隔と等しくするのが良い。つまり、穴４０の数
は、フィン４４と同じ数だけ設けると良い。また、穴４
０は、個々のフィン４４に対して確実に垂らすことので
きる距離に形成される。

【００１０】図１１のように、穴４０の数をチューブ３
４の数と同じとし、穴４０とチューブ３４が上下に一致
する設置方法としても、水はチューブ３４を境に左右に
分かれ（矢印方向に）結果的にフィン４４をぬらすの
で、図１０の実施例と同様の性能が得られる。

【００１１】このように水を自然落下させるだけでよい
のは、水がヘッダ３２やチューブ３４、フィン４４の表
面で薄くのびる性質があり、さらに、図１０のようにコ
ンデンサ３０を冷却する冷却風によってさらに均一に表
面にのばされることによる。

【００１２】本発明の空気調和機はポンプ４２から送ら
れた水を一旦容器３６に貯め容器３６の複数の穴４０か
ら重力によってコンデンサ３０へかけるものである。こ
うすることにより、図４に示すように、水はフィン４４
やチューブ３４を均一にぬらすことができる。従って、
従来方式の問題であった図２４に示すような不均一散水
や、図３に示すようなフィン４４間への水づまりは完全
に解消される。

【００１３】従来方式による水づまりは、風の通りが悪
化したり、水膜が厚くなることにより、水の蒸発効率を
低下させる要因となっていたが、本発明の空気調和機に
よれば、図４に示す如く均一で薄い水膜を形成すること
ができるために水の蒸発が著しく向上し、期待に見あっ
た冷凍サイクル効率の向上が得られる。

【００１４】冷凍サイクル効率とは、コンプレッサ６８
の単位動力当たりにおけるエバポレータ６４での空気の
冷房能力のことである。冷凍サイクル効率向上の実施例
を図１２，１３に示す。図１２はコンデンサ（又はサブ
クーラ）への供給水量に対する冷凍サイクル効率の向上
率を示す。水量の増加に伴い冷凍サイクル効率は上昇す
るが、前述の効果により従来システムを上廻る向上効果
が得られる。図１３は、エアコン起動後の乗用車の平均
室温を比較したもので、本実施例のシステムは、従来シ
ステムより早く室温を低下させることが可能であること
がわかる。

【００１５】また、本空気調和機（図１）の容器３６は
図９に示す形状に限定されず、以下に示す実施例の如く
構成してもよい。図１４は、容器３６の穴４０に穴４０
と連通するパイプ５０を取り付け、コンデンサフィン４
４などのねらった部位に確実に水を落下させるものであ
る。同様な目的で図１５は、容器３６の穴４０に木綿系
５２などの親水性のものを取り付け水の落下を確実とす
る例である。図１６は、容器が水をはじきやすい材質の
場合に、容器３６の長手方向に水が不均一に散在するの
を防ぐため、容器３６の下部３７の寸法を狭く絞った例
である。こうすることで、容器内の水が少量の場合で
も、水が容器３６の長手方向に均一に分布し、結果とし
てコンデンサ３０又はサブクーラ６０への水の供給も均
一で安定したものとなる。

【００１６】一方、車両が左右に大きく傾斜して走行す
る場合、容器も傾斜して水がフィン４４に対して均一に
送られない場合がある。図１７はこれを防止するもの
で、ポンプ４２から送られる水の供給を容器３６の両端
３６１，３６２から行い、さらに容器３６内に図のよう
なしきり板５４を配置した。こうすることで、仮りに車
両が長時間傾斜したまま走行しても、コンデンサ３０や
サブクーラ６０に均一に水を供給することが可能であ
る。

【００１７】図１８は、以上の諸問題を生じないもう１
つの実施例であり、分配容器５６と多数のチューブ５８
により安定的かつ均一にコンデンサ３０やサブクーラ６
０の各フィン４４など必要部位へ水を供給できるもので
ある。

【００１８】また、一般に膨張弁６２へ送られる液冷媒
に、サブクーラ６０などの冷却手段で過冷却度（サブク
ーラ）を待たせた冷凍サイクルにおいては、サブクール
をより多く待たせるよう、サブクーラに優先的に水を供
給し、余剰の水をコンデンサへ供給するのが効果的であ
ることが知られている。図１９（Ａ）は、上記効果を発
揮させるため、１例としてコンデンサ３０に水を供給す
る容器７４の底部７４１を図のように傾斜させるもので
ある。この様な構成とすることで、ポンプ４２からの水
が少量の場合には、サブクーラに優先的に水が供給さ
れ、水量が増加すると、順次コンデンサへの供給水量が
増加し上記目的が達成される。

【００１９】図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）の変形例
で、容器内にしきり７６を設け、まずサブクーラ６０側
に水を供給し、水量が増すとコンデンサ３０側に水を供
給して、図１９（Ａ）と同様の効果を出すものである。

【００２０】次に、第１実施例（図１）では、コンデン
サチューブ３４が縦方向となるように配置して、図３に
示すようなフィン４４間への水づまりを解消したが、図
５に示すように、一般に伝熱効率向上の目的でフィンに
加工されるルーバが、本発明の実施例においては、毛管
作用を発揮し、水ぬれ性、水はけ性を一層向上する。

【００２１】一方、図１に示す例は積層型コンデンサに
ついての例であるが、図８に示すように、サーペンタイ
ン型のコンデンサ８０においても同様にチューブ８１が
縦となるように配置すればよい。

【００２２】また、プレート状フィン８２とチューブ８
３からなるコンデンサ８４の場合は、図６のようにチュ
ーブ８３が縦となる配置では、水づまりが生じるので、
図７に示すように、チューブ８３が横となるように配置
することで本発明の目的を同様に達成できる。

【００２３】一方、図４，図８に示したようにチューブ
４４，８１が縦となるような配置が別の理由で不可能な
場合は、図２０に示すように、チューブ８５の各所に
『コ』の字型の薄板８６を装着することで、フィン８５
への水づまりの解消、水はけの向上が可能となる。これ
は、フィン８７に貯まりかけた水が薄板８６をつたって
下の段、さらに下の段と落下していくためである。この
図２０に示す例は、薄板８６に限られることはなく、図
２１に示すような、例えば、木綿系８８のような親水性
を持つものを、接着剤９１により薄板８６と同様に装着
しても可能である。

【００２４】また、図７に示すプレート状フィン８２と
チューブ８３からなるコンデンサ８４の場合、チューブ
８３が横となるような配置が別の理由で不可能な場合
は、図２２に示すように、フィン８２の適当な部位に穴
８９をあけて、水づまりを防止できる。又、図２３のよ
うにプレートフィン８２にルーバ９０が施されていれ
ば、水づまりはほとんど心配なく、特別な工夫は不要で
ある。

【００２５】以上の実施例におけるコンデンサ３０、サ
ブクーラ６０などの水をかける対象部品は、特別な表面
処理を施していないが、市販の親水性向上のための処理
剤（例えば、乗用車のフロントガラス用スプレー）で処
理すると、水ぬれ性、及び水はけ性がさらに向上し、サ
イクル性能向上に寄与する。

【００２６】また、図１の容器３６内など水の経路中
に、難溶性の表面活性剤（石ケンなど）を投入しておく
と、コンデンサ３０の表面に上記の特別な表面処理を施
さなくても、水ぬれ性、及び水はけ性の著しい向上が得
られる。

【００２７】なお、本発明の実施例によれば、各フィン
もしくは各チューブ毎に、容器から水を供給するので、
限り求めるエバポレータからのドレン水を確実にフィン
に供給することができる。従って、ドレン水を効果的に
使用することができる。

【００２８】また、穴４０は、容器３６から常時水が供
給できるように、つまり、容器３６内の水が無くならな
いような大きさに形成する。また、フィン４４にて、図
４に示す如く、薄い水膜が形成される程度に水を流すよ
うに穴４０を形成すると良い。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、容
器内の水が連通部を通ってチューブもしくはフィンの各
々の上端部に散水されるので、各フィンもしくは各チュ
ーブ毎に重力により水が下方に伝わっていき、全てのフ
ィンもしくはチューブに均一に水をかけることができ
る。

【００３０】従って、散水によって期待される充分な熱
交換効率の向上を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は、本発明の空調装置の一実施例を示す
正面図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の一実施例
を示す側面図である。

【図２】従来の空調装置を示す図である。

【図３】従来のコンデンサの配置方向を示す図である。

【図４】本発明のコンデンサの配置方向を示す図であ
る。

【図５】フィンの詳細図である。

【図６】従来のプレートフィン型コンデンサの配置方向
を示す図である。

【図７】本発明のプレートフィン型コンデンサの配置方
向を示す図である。

【図８】本発明のコルゲートフィン型コンデンサの配置
方向を示す図である。

【図９】（Ａ）は、本発明の容器を示す斜視図である。
（Ｂ）は、本発明の容器を示す横断面図である。

【図１０】（Ａ）は、本発明の空調装置を示す正面図で
ある。（Ｂ）は、本発明の空調装置を示す側面図であ
る。

【図１１】本発明の空調装置を示す正面図である。

【図１２】本発明の空調装置と従来の空調装置とのコン
デンサへの水の供給量に対する成績係数の比較図であ
る。

【図１３】本発明の空調装置と従来の空調装置との、エ
アコン起動時からの時間に対する平均室温の比較図であ
る。

【図１４】（Ａ）は、本発明の空調装置の他の実施例を
示す正面図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の他の
実施例を示す側面図である。

【図１５】（Ａ）は、本発明の空調装置の他の実施例を
示す正面図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の他の
実施例を示す側面図である。

【図１６】（Ａ）は、本発明の空調装置の他の実施例を
示す側面図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の他の
実施例を示す斜視図である。

【図１７】（Ａ）は、本発明の空調装置の他の実施例を
示す斜視図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の他の
実施例を示す正面図である。

【図１８】本発明の空調装置の他の実施例を示す正面図
である。

【図１９】（Ａ）は、本発明の空調装置の他の実施例を
示す正面図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の他の
実施例を示す正面図である。

【図２０】（Ａ）は、本発明の空調装置の他の実施例を
示す斜視図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の他の
実施例を示す横断面図である。

【図２１】（Ａ）は、本発明の空調装置の他の実施例を
示す斜視図である。（Ｂ）は、本発明の空調装置の他の
実施例を示す横断面図である。

【図２２】本発明の空調装置の他の実施例を示す斜視図
である。

【図２３】本発明の空調装置の他の実施例を示す斜視図
である。

【図２４】従来の空調装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

３０コンデンサ（凝縮器）３２ヘッダ３４チューブ３６容器４０穴４２ポンプ４４フィン６２膨張弁６４蒸発器６８圧縮機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷媒を圧縮して吐出する冷媒圧縮機と、内部に冷媒が流れる複数のチューブ、及びこの複数のチ
ューブの間に設けられ、冷媒の放熱を促進する複数のフ
ィンを有し、前記冷媒圧縮機が吐出した高圧の冷媒を、
第一流体と熱交換させて液化凝縮する冷媒凝縮器と、この冷媒凝縮器の液化した冷媒を断熱膨張させる減圧装
置と、この減圧装置にて断熱膨張した冷媒を第二流体と熱交換
させて第二流体から潜熱を奪って蒸発させる冷媒蒸発器
と、内部に水を収容する容器と、を備え、前記容器は、一端が容器内部に開口し、他端が
容器外部に連通して前記複数のチューブもしくは前記複
数のフィンの少なくとも一方の各々の上端部近傍に開口
する連通部を下方に有する空気調和機。
【請求項２】前記冷媒凝縮器は、前記チューブが上下
方向に設けられ、波状の波状フィンが各チューブ間にお
いて上下方向に進行するように設けられる請求項１記載
の空気調和機。
【請求項３】前記冷媒凝縮器は、複数の平面状のフィ
ンが上下方向に設けられ、前記複数のチューブが、この
平面状のフィンを貫通して設けられる請求項１記載の空
気調和機。
【請求項４】前記フィンに複数の穴を設ける請求項１
ないし請求項３記載の空気調和機。
【請求項５】前記冷媒蒸発器の外表面に付着する凝縮
水を受ける受け容器と、この受け容器内の前記凝縮水を汲み上げ、前記容器内に
流入させるポンプと、を備える請求項１ないし請求項４記載の空気調和機。
【請求項６】内部に冷媒が流れる複数のチューブ、及
びこの複数のチューブの間に設けられ、冷媒の放熱を促
進する複数のフィンを有する熱交換部と、内部に水を収容する容器と、を備え、前記容器は、一端が容器内部に開口し、他端が
容器外部に連通して前記複数のチューブもしくは前記複
数のフィンの少なくとも一方の各々の上端部近傍に開口
する連通部を下方に有する熱交換器。
【請求項７】内部に冷媒が流れ、水平方向に設けられ
る複数のチューブ、及びこの複数のチューブの間に水平
方向に進行して設けられる波状の波状フィンを有する熱
交換部と、前記チューブの上側面に当接する上側部、前記チューブ
の下側に設けられる下側部、この上側部と下側部を連結
する連結部を有する連水部と、内部に水を収容する容器と、を備え、前記容器は、一端が容器内部に開口し、他端が
容器外部に連通して前記波状フィンの最上列のフィンに
おいて上側に突出する突出部の近傍に開口する連通部を
下方に有する熱交換器。