JPS593668B2 - 空気調和機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気調和機に関するもので、その目的とすると
ころは、凝縮器あるいは放熱器となる熱交換器に気流と
該気流に混合する微小液滴からなる噴霧気流を当て＼流
動させることにより凝縮能力あるいは放熱能力を高める
ことのできる空気調和機を提供しようさするものである
。

従来から凝縮器あるいは放熱器の伝熱性能を高める一方
法さして、気流と共に微小液滴を熱交換器伝熱面に散布
することにより液滴の蒸発潜熱を利用するものがあり、
通常これは蒸発式凝縮器（あるいは放熱器）と呼ばれて
いる。

この種熱交換器では伝熱面に微小液滴を散布するだけで
は伝熱性能はそれ稚内上せず、伝熱面に気体の境界層に
とってかわって薄い液膜による液体の境界層を形成させ
、液膜表面に気流を通過させることによって液の蒸発が
促進され伝熱性能を著しく向上するこさができる。

そして、伝熱面に液膜を形成する為には、微小液滴を気
流中に混合させること、すなわち、微小液滴を気流にの
せて伝熱面に運ぶことが必要である。

微小液滴を混合できる速度を有する気流が存在するこさ
によって伝熱面上の液膜と気流の界面Ｃと働ぐ剪断力に
よって安定な薄い液膜が形成でき、しかも気流の存在に
よって液膜の蒸発が促進される。

この種熱交換器を組み込んだ空気調和機の１例を第３図
、第４図に示す。

１０は管で、水平方向に多数調部べて配置し、内部に熱
源流体が流動している。

１１はこの管１０の群から構成された熱交換器、１２は
送風機で、この送風機により実線矢印方向に生じる気流
と液槽１３内の液を霧化する装置１４により破線矢印方
向に生じる微小液滴とからなる噴霧気流が混合して白ぬ
き矢印方向、すなわち水平方向に流動するように配置さ
れている。

なお、１５はケーシングである。管１０表面に形成され
る液膜１６（斜線で示す）は第４図に示すように、水平
方向に流動する噴霧気流に対するよどみ点Ａより上の伝
熱面には薄い液膜が形成されるが、Ａより下の伝熱面で
は重力によって液膜が下方に引っばられる為に厚い液膜
が形成されてしまう。

したがってＡより下の伝熱面では液膜の蒸発はあまり促
進されず、蒸発せずに伝熱面から離脱し、液滴上して落
下してしまう場合もある。

このように、熱交換器に対して噴霧気流を水平方向に流
動させた場合には、全伝熱面積に対して薄い液膜が形成
される伝熱面積が少ないので伝熱性能はあまり向上しな
い。

さらに全噴霧気流量に対して伝熱面で蒸発する液量は少
ない為に、気流を生じさせる送風機１２の動力、微小液
滴を生じさせる霧化装置１４の動力および液量は非常に
無駄が多かった。

更に他の従来例として第５図、第６図を説明する。

１７は管で、水平方向に多数個並べて配置し、内部に熱
源流体が流動している。

１８はこの管１７の群から構成された熱交換器１９は送
風機で、この送風機により実線矢印方向に生じる気流上
液槽２０内の液を霧化する装置２１により破線矢印方向
に生じる微小液滴とからなる噴霧気流が白ぬき矢印方向
、すなわち重力上反対の垂直方向に流動するように配置
されている。

なお、２０はケーシングである。

この例では管１７表面に形成される液膜２２（斜線で示
す）は、第６図に示すように重力と反対に垂直上向に流
動する噴霧気流に対するよどみ点Ａでは、重力に抗しき
れずに液膜が流下するために、液膜厚さが一番厚くなり
、蒸発せずに液滴として落下してしまう場合もある。

また、液膜を形成する伝熱面積も液膜が重力によって流
下するので少なくなり、液膜厚さも厚くなる３このよう
に、熱交換器に噴霧気流を垂直上向に流動させた場合に
も、全伝熱面積に対して薄い液膜が形成される伝熱面積
が少ないので伝熱性能はあまり向上しない、さらに全噴
霧気流量に対して伝熱面で蒸発する液量は少ない為に、
気流を生じさせる送風機１９の動力、微小液滴を生じさ
せる霧化装置２１の動力および液量は非常に無駄が多か
った。

本発明は上記のような従来の欠点を解消したもので、以
下、第１図、第２図によって本発明の一実施例を説明す
る。

１は管で、水平方向に多数個並べて配置し、内部に熱源
流体が流動している。

２は、この管１の群から構成された凝縮器あるいは放熱
器きなる熱交換器、３は送風機で、この送風機により実
線矢印方向に生じる気流と液槽４内の液（斜線で示す）
を霧化する装置５（例えば超音波振動子など）により破
線矢印方向に生じて、気流中に混合する微小液滴からな
る噴霧気流が白ぬき矢印方向、すなわち重力方向（垂直
下向）に流動するように配置されている。

すなわち、噴霧気流はケーシング６内を逆Ｕ字形に流動
する。

６ａ 、６ｂはケーシング６に設けた吸込口、吹出口で
ある。

７は熱交換器２と霧化装置５とを隔離する隔壁であり、
下端部を液槽４の液内に浸漬し、底部には接触していな
いようになっている。

本発明では管１表面に形成される液膜８（斜線で示す）
は、第２図に示すように重力方向に流動する噴霧気流に
対するよどみ点Ａからの角度θの絶対値が６０度以下の
範囲で安定な薄い液膜が形成され蒸発が促進される。

しかも局所熱伝達率が最高であるよどみ点Ａにおいても
薄い液膜を形成しているので蒸発の促進度が早く、また
、θの絶対値が９０度以上でも、重力により流下した液
膜が落下せず、液滴９として伝熱面に付着し、蒸発する
。

上記のように、凝縮器あるいは放熱器としての熱交換器
２に噴霧気流を重力方向（垂直下向）に当てて流動させ
た場合には、全伝熱面積に対して安定な薄い液膜の形成
される伝熱面積が多くなり伝熱性能は著しく向上するの
で、凝縮器あるいは放熱器の小形化がはかれる。

さらに、全噴霧気流量に対して伝熱面で蒸発する液量が
多くなるので送風機、霧化装置の動力および液量は有効
に利用されるので、空気調和機として省エネルギー、省
資源がはかれる効果がある。

さらに、ケーシング６と隔壁７によって実線矢印で示す
気流と破線矢印で示す微小液滴は上昇流を形成するよう
にしているために、上昇過程において凝縮器あるいは放
熱器に到達する噴霧気流中の微小液滴径を気流に混合し
得るものだけに揃えることができるので、熱交換器伝熱
面で蒸発促進に適した薄い液膜を形成し伝熱性能を著し
く向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は管の
一部拡大断面図で、液膜の状態を示す。 第３図は従来例を示す断面図、第４図は第３図における
管の一部拡大断面図で、液膜の状態を示す。 第５図は他の従来例を示す断面図、第６図は第５図にお
ける管の一部拡大断面図。 １・・・・・・管、２・・・・・・熱交換器、３・・・
・・・送風機、４・・・・・・液槽、５・・・・・・霧
化装置、６・・・・・・ケーシング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平方向に管を多数個部べて配置した熱交換器、噴
   霧気流流動用送風機および底部に液槽を設けたケーシン
   グ内に、液の霧化装置と前記熱交換器を隔離し、かつ上
   端を連通可能にした隔壁とを設け、前記ケーシングの霧
   化装置側下方に気体の吸込口を形成し熱交換器側下方に
   気体の吹出口を配設することにより気流と霧化微小液滴
   とからなる噴霧気流を前記隔壁に沿って逆Ｕ字形に流動
   できるように構成したことを特徴さする空気調和機。