JPH0762571B2 - 冷凍サイクルの空冷式放熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、発熱促進用の水滴を各フィンに効率良く供
給するようにした冷凍サイクルの空冷式放熱装置に関す
るものである。

（従来の技術） 冷凍サイクルは、室内冷房や冷凍若しくは冷蔵庫等に適
用されており、この冷凍サイクルは、高温の冷媒や吸収
液等（以下、冷媒等という）の冷却を行うための放熱装
置を有している。この放熱装置には、水冷式のものと空
冷式のものがあり、空冷式のものの中には、冷媒等が流
れる複数本の伝熱管を間隔をおいて並設し、これらの伝
熱管の外面に伝熱管に直行する方向に多数枚のフィンを
間隔をおいて取付け、フィンとフィンの間に空気を強制
的に通過させて伝熱管の放熱を行う強制空冷式のものが
ある。この強制空冷式の放熱装置は室内冷房機の大型冷
凍室等の屋外機内に設けられて、外気をファンによって
機内に吸引し、この吸引した外気が前記フィン間を通過
する構造になっている。

また、屋外機に設けられる放熱装置は、夏期のように外
気温が高いときには空気流のみでは冷却能率が低いた
め、散水装置によって放熱装置のフィン表面に散水し、
フィン表面に付着した水滴の蒸発時の気化熱を利用して
放熱を促進するようにしたものもある。

しかしながら、前記散水装置を有する放熱装置は、散水
した水滴がフィンに到達するまでの飛行期間が長いた
め、近年増加しつつある窒素酸化物（NO_X）や硫黄酸化
物（SO_X）等が散水された水に混入することが多い。こ
のため、散水された水の酸性度が高くなり、これによっ
てフィンや伝熱管が腐食することが考えられる。

このような散水装置における問題を解決するべく、本願
出願人は先に、特願平２−194452号において、新規な放
熱装置を提供している。第11図に示すように、この放熱
装置１は、屋外機２の一側面に、外界に面するように配
置されている。この放熱装置１は、鉛直方向に複数本の
伝熱管３が間隔を置いて並設され、この伝熱管３に直交
するように多数枚の平板状のフィン４が鉛直方向に微少
間隔をおいて取付けられている。屋外機２の上面には、
ファン５が設けらており、このファン５によって外気を
機内に吸引することにより、ファン４の間を外気が通過
して、伝熱管３を冷却する。

また、この放熱装置１は、伝熱管３に平行に複数本の案
内管６が立設されている。この案内管６は、第12図に一
枚のフィン４の一部を取出して示すように、隣相う伝熱
管３の中間に空気流９に対して下流側となるようにフィ
ン４を貫通して設けられている。この案内管６の後面に
は、縦方向にスリット７が切られており、このスリット
７から案内管６内を流下する水がフィン４上に漏れ出
る。フィン４上に漏れ出た水８は、フィン４上で蒸発
し、このときの気化熱でフィン４を冷却し、伝熱管３の
冷却作用を促進する。しかも、漏れ出た水は、外気中を
飛行すること無くフィン４に付着して蒸発する。これに
より、フィン４上に漏れ出た水が外気中の不純物を吸収
して酸性度が高くなることがなく、フィン４や伝熱管３
が酸性度の高い水により腐食する事態を回避できる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記先願に係る放熱装置に関して、本願
発明者がさらに研究した結果、次のような改良点を見出
した。すなわち、前記案内管６を設けることは、放熱作
用の促進効果が極めて良好に得られるのではあるが、特
に大型の放熱装置の場合には、案内管６の本数も多くな
り、その材料コストや組立コストが高くなることが考え
られたのである。

（課題を解決するための手段） 前記課題を解決するために、本発明は、最上段のフィン
の上方に、直下のフィン上面の空気流に対する伝熱管の
後方位置に水を滴下する給水管を配設し、各段のフィン
に、前記給水管から水が滴下する点を通る鉛直線と交わ
る位置若しくは当該位置より後方位置からフィンの後辺
に至る切欠き状の導水孔を形成したものである。

（作用） 前記給水管から直下のフィン上に滴下した水滴は当該フ
ィン上面に広がって蒸発するとともに、その一部は、前
記導水孔から下段のフィン上に滴下する。この水滴は、
フィン上面に広がって蒸発するとともに、さらに導水孔
から下段のフィン上に敵下する。そして、次々と下段の
水滴の一部が滴下することによって、各段のフィンに水
が供給される。

また、水滴が滴下する位置が、空気流に対して伝熱管の
後方であることによって、空気流が伝熱管で遮られる。
これにより、空気流によって水滴が飛翔することが防止
できる。

（実施例） 以下、本発明に係る冷凍サイクルの空冷式放熱装置の実
施例を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の第１実施例の放熱装置11を構成する
フィン14の一枚を取り出してその一部を示す平面図であ
り、第３図は同放熱装置11を適用した冷凍サイクルの屋
外機２の側方から見た略図であり、第４図は同屋外機２
を放熱装置11が設けられた側面から見た略図である。

第３図及び第４図に示すように、本実施例の放熱装置11
は、屋外機２の一側面2aに外気に接触するように設けら
れている。この放熱装置11は、間隔をおいて鉛直方向に
立設された複数本の伝熱管３を有し、これらの伝熱管の
外面に該伝熱管に直交するように多数枚の平板状のフィ
ン14を鉛直方向に間隔をおいて取付けてなるものであ
る。伝熱管３は、屋外機２の側面2aに平行に一列に並べ
られている。そして、屋外機２の上面に設けられたファ
ン５によって外気をフィン14の間から吸引することによ
り、伝熱管３が冷却される。

最上段のフィン14aの上面には、フィン14aに平行に給水
管15が載置固定されている。この給水管15は、第２図に
拡大して示すように、断面が長方形の角管であり、最上
段のフィン14aと伝熱管３の上部の室16の下面との間に
挟持されるように挿入され固定されている。この給水管
15は、伝熱管３に対して後方（放熱装置11の外気側を前
方とし、屋外機２の内部側を後方とする）に設けられて
いる。また、この給水管15には、図示しない外部給水管
に接続された配管18から水が流入する。配管18には、制
御用電磁弁19が介装されている。

給水管15の下面には、第２図に示すように、前後方向の
中心よりやや前方（図中の右方）に小径の給水孔17が多
数開口している。この給水孔17は、第５図の給水管15の
下面図で示すように、長さ方向に所定間隔をおいて一列
に並ぶように配置されている。また、この給水孔17は、
フィン14の間を通過する空気流に対して各伝熱管３の真
後ろの位置にそれぞれ一つずつ設けられている。

各フィン14には、第１図に示すように、前記給水孔17を
通る鉛直線とフィン14の上面とが交差する位置からフィ
ン14の後辺14Aに至るようにスリット状に切り欠かれた
導水孔22が形成されている。この導水孔22は、その前端
部が半円形の逆Ｕ字形のスリットであり、その幅は、給
水孔17から滴下する水滴20の径よりも若干小さい。

従って、第２図に示すように、給水孔17から滴下する水
滴20は、最上段のフィン14aに形成された導水孔22を通
過して、給水孔17の直下にあるフィン（本実施例では上
から２段目のフィン）14bの上面に垂れ落ちる。このと
き、２段目のフィン上に滴下する水滴20は、やはり伝熱
管３の真後ろに落ちる。

２段目のフィン14bに滴下した水滴20は、導水孔22の幅
が水滴20の径より小さいため、その一部が導水孔22周縁
に付着し、第１図中の符号21で示すように、導水孔22に
沿ってフィン14の後辺14Aに至るように広がる。第１図
には、簡単のため一つの導水孔22に付着した水21のみを
示してあるが、他の導水孔22にも同様の形態で水が付着
する。

そして、２段目のフィン14bの導水孔22に付着した水21
の量が増加すると、付着した水21の自重で水滴が生じ、
その直下のフィン14に滴下する。この滴下した水滴は、
前記と同様に導水孔22周縁に沿って広がる。そして、給
水孔17から水滴20の供給が続くと、上から下方のフィン
14へ順次水滴が導水孔22から滴下して全てのフィン14の
導水孔22周縁に水が付着した状態になる。各フィン14に
付着した水21は、蒸発する際の気化熱によるフィン14を
冷却し、伝熱管３の冷却作用を促進する。

第１図に示すように、伝熱管３の真後ろに導水孔22が設
けられているため、伝熱管３の間から流入する空気流９
は、導水孔22上に通過せず、その両側を通過する。この
ため、導水孔22の周縁に付着している水21は、空気流９
によって吹き飛ばされることがない。

また、導水孔22は、フィン14の後辺14Aに至るスリット
状に形成されていることにより、導水孔22に付着した水
21が下段のフィン14に滴下し易くなり、給水管15を最上
段のフィン14aの上にのみ設ければ足りることになる。

例えば、導水孔22を仮に単なる丸孔にした場合を考える
と、この場合は、丸孔の径が小さいため、丸孔上に滴下
した水滴は、表面張力によって水玉となり、丸孔下面か
ら滴下できないことが考えられる。これに対して、本実
施例のように、フィン14の後辺14aに至るスリット状の
導水孔22を形成した場合は、導水孔22に沿って水滴が広
がるため、水玉が形成されることがなく、確実に下段の
フィン14へ水滴を滴下させることができる。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、例えば第６図に示すように、各導水孔22を結ぶ直線
状の溝23を、フィン14の後部に形成しても良い。第７図
はのその側面図である。この場合には、導水孔22周縁に
付着した水が、溝23内に案内されて横方向に広がる。溝
23内に流れ込んだ水は、伝熱管３の間を通過する空気流
が当たるため、水の気化が促進される。また、溝23内に
流れ込む水の量は微小であるため、空気流により溝23内
の水が飛翔することは無い。

また、導水孔22の形状も他の形状であっても良く、第８
図〜第10図にその数例を示す。第８図の導水孔22aは、
第１図の導水孔22の後半部分を後辺14Aに向かって拡開
するテーパ状に広げたものである。第９図の導水孔22b
は、後方に拡開する三角形状の切り込みとしたものであ
り、第10図の導水孔22cは、半円形状としたものであ
る。これらは全て、第１図に示した実施例と同様の効果
を奏する。第９図及び第10図の導水孔22b,22cは、前記
給水孔17を通る鉛直線とフィン14の上面とが交差する位
置からやや後方からフイン14の後辺14Aに至るように切
欠かれている。このため、給水孔17又は上段のフィン14
の導水孔22b,22cから滴下した水滴は、一旦、導水孔22
b,22cのやや前方に落ちてフィン14上面に広がり、導水
孔22b,22cに至った後に下段のフィン14上に滴下する。

また、本発明は、圧縮式冷凍サイクル又は吸収式冷凍サ
イクル等の冷凍方式の種類を問わず、その他の空冷式放
熱装置に広く適用できることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明は、給水管から滴下
した水滴を導水孔を介して各段のフィン上に供給するこ
とができ、この供給された水滴の気化熱による伝熱管の
冷却を促進することができるとともに、この水滴は外気
流内を飛行することが無いため、外気中の不純物が混入
することが少なく、水滴が酸化することによるフィンや
伝熱管の腐食を防止できる。

また、水滴が滴下する位置が、空気流に対して伝熱管の
後方であることによって、空気流が伝熱管で遮られ、こ
れにより、空気流によって水滴が飛翔することが防止で
き、放熱装置が設けられている冷凍サイクル装置内部に
水分が侵入することが無くなる。

更に、導水孔は、フィンの後辺に至るスリット状に形成
されていることにより、導水孔に付着した水が下段のフ
ィンに滴下し易くなり、給水管を最上段のフィンの上に
のみ設ければ足りることになる。このため、給水管を付
加するための製造コストが少なくて済み、また、導水孔
の形成も安価にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放熱装置の一実施例を構成するフ
ィンの一部分の平面図、第２図は同実施例の放熱装置の
上部の縦断面図、第３図は同実施例の放熱装置を装備し
た冷凍サイクルの屋外機を側方から見た略図、第４図は
同屋外機を放熱装置が取付けてある側面から見た略図、
第５図は同実施例における給水管の一部分の下面図、第
６図は他の形状のフィンの一部分の平面図、第７図はそ
の側面図、第８図〜第10図は導水孔の他の形状の例を示
すフィンの一部分の平面図、第11図は本願出願人が出願
した先願に係る給水式放熱装置を装備した屋外機を側方
から見た略図、第12図は同放熱装置を構成するフィンの
一部分の平面図である。 ２……屋外機、３……伝熱管 ５……ファン、９……空気流 11……放熱装置、14……フィン 14a……最上段のフィン 14A……後辺、15……給水管 17……給水孔、20……水滴 21……付着水 22,22a,22b,22c……導水孔 23……溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】間隔をおいて鉛直方向に立設された複数本
   の伝熱管の外面に、該伝熱管に直交する多数枚の平板状
   のフィンを鉛直方向に間隔を置いて取付け、フィンとフ
   ィンの間に空気を強制的に通過させて伝熱管の放熱を行
   う冷凍サイクルの空冷式放熱装置において、 最上段のフィンの上方に、直下のフィン上面の前記空気
   流に対する伝熱管の後方位置に水を滴下する給水管を配
   設し、 各段のフィンに、前記供給管から水が滴下する点を通る
   鉛直線と交わる位置若しくは当該位置より後方位置から
   フィンの後辺に至る切欠き状の導水孔を形成したことを
   特徴とする冷凍サイクルの空冷式放熱装置。