JPS6214080B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空気が熱交換器のヘツダーダクトより
排出される前に熱交換器の空気流内に保有された
水を分離収集してその空気流より除去すべく、熱
交換器の出口に於いて使用される水分離収集装置
に係る。更に詳細には、本発明は熱交換器より出
る水粒を含有する空気を加速し且つこの空気―水
混合物をヘツダーの内面に沿つて強制的に流すバ
ツフルを使用し、これにより水をヘツダーの壁面
に付着させて水落し内に流入させ、この水落しよ
り水を排出することによつてその系より水を除去
することに係る。かくして乾燥された空気は従来
のダクトを経て除去される。

水分離装置或いは水収集装置は当技術分野に於
いてよく知られており種々の形状や形態のものが
存在する。しかし多くのかかる水収集装置或いは
分離装置はかなりの空間を占有する。空間が制限
されている場合には、水が凝縮する熱交換器のコ
アより流出する水粒の如き水粒を除去する一層便
利な装置を用意する必要がある。本発明は構造が
簡単であり且つ凝縮が非常に狭い空間に於いて発
生するような熱交換器或いは他のかかる装置より
排出される水粒を除去するのに有効である水収集
装置を提供することによつて従来技術の装置の限
界を克服するものである。通常熱交換器の出口端
部にはヘツダーが使用されて流出する空気を適当
なダクト手段に導くようになつている。本発明
は、水分離装置或いは水収集装置が完全にヘツダ
ー内に収納されており従つて追加の空間を必要と
しないという点で従来技術の装置に優るものであ
る。

本発明の特徴は、空気内に保有された比較的重
い水粒をその外側のヘツダー部材の内面に衝突さ
せ且つこれに沿つて加速して水落し内に流入させ
るバツフルを使用することであり、前記水落し
は、それに収集され且つ水収集装置組立体の最も
低い位置に設けられたドレンキヤビテイへ供給さ
れる水流を捕捉するが空気が通過するのを許す手
段を有している。

従つて本発明の目的は、非常に小さく且つコン
パクトな改良された水収集装置を提供することで
ある。

本発明の他の一つの目的は、水粒を含んだ空気
がヘツダーの内側に於いて加速され、互いに合着
した水粒を収集するのに水落しが使用されている
如き水収集装置を提供することである。

本発明の更に他の一つの目的は、空気孔或いは
同様の手段を有し、水を収集するのみならず空気
がそれを通過するのを許す水落しを使用した水収
集装置を提供することである。

再生式熱交換器の如き熱交換器には、或る条件
のもとではコアの出口側の高温空気経路内に水滴
が形成されるという重要な問題がある。従来かか
る水を除去するのに多くの装置が使用されてお
り、別個の水分離装置或いは水収集装置が熱交換
器の下流側に使用されている。本発明は高温空気
出口ヘツダーと一体的であり且つ熱交換器の性能
に殆ど影響を及ぼさないコンパクトな水分離収集
装置を含んでいる。この水分離収集装置は水分を
含んだ空気を加速する為に熱交換器のコアより出
る空気が強制的にバツフルを通つて流れるように
する。このバツフルは、水分を含んだ空気がバツ
フルの上方に装着された湾曲したヘツダーの内側
面に沿つて通過するような方向に強制的に流され
るよう幾何学的に配列されている。空気流の流速
が増大し且つ空気流の流れ方向が変化することに
よつて水の重い液滴が遠心分離され、水がヘツダ
ーの内面に付着するようになる。ヘツダーは、バ
ツフルの孔の下流側に配置され且つ水が収集する
キヤビテイを与える水落しへ向けて空気―水混合
物を導くようになつている。空気はこの水落しの
孔を通つてダクトへ流入し、このダクトにより乾
燥された空気がその系より除去されるようになつ
ている。水落しに収集された水は水落しの形状に
従つて流れ、ドレンチユーブを経てその系より排
出される。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明をその好
しい実施例について詳細に説明する。

熱交換器１０は、その熱交換器内のフインの交
互の列を通過する高温流体媒体と低温流体媒体と
の間にて熱が交換される標準的なプレート―フイ
ン組立体の代表的なものである。この熱交換器そ
れ自身には何ら新規なものはない。本発明は凝縮
が起る特定種類の熱交換器或いは熱交換装置に係
るものではなく、図示の熱交換器はただ単に例示
の為のものである。

添付の図面に図示されたバツフル１２は、該バ
ツフルの二つの外縁部１３，１５に沿つて熱交換
器１０のコア１１の外方部分に取付けられた単一
部材より構成されているのが好ましい。このバツ
フル１２は従来の任意の要領にて取付けられてよ
く、上述の如き二つの縁部或いは長方形コアに限
定されるものではない。このバツフル１２の構成
上の目的は、熱交換器のコア１１より出る空気―
水混合物に流れの方向を与えることである。この
バツフル１２は、熱交換器のコアより流れ出る空
気に対し流れ面積の制限を徐々に与え且つバツフ
ルの出口領域の一つの隅部に設けられたより小さ
な孔１７を経て空気を押出し、これによりその速
度を増大させるような形状に形成されている。ヘ
ツダー１４が例えば溶接により熱交換器のコア１
１に取付けられており且つバツフル１２を覆つて
おり、またバツフル１２及びコア１１に接続され
ているので、熱交換器のコア１１よりバツフルの
孔１７を経てヘツダー１４の内面上へ空気が通過
する為の領域が与えられている。ヘツダー１４の
垂直平面による二次元的断面形状が第３図に於い
て符号２１により示されている如き形状であるの
で、空気の流速が増大し且つその方向が変化する
ことにより水の重い液滴が遠心力により分離さ
れ、かくして蓄積された水がヘツダー１４の内面
に付着せしめられるようになつている。バツフル
１２は任意の金属或いは非金属材料より構成され
て良く、重圧荷重に耐えるよう設計される必要は
ない。しかしヘツダー１４は高圧に耐えなければ
ならず、従つてより重い材料にて構成されるのが
好ましい。バツフル及びヘツダーのかかる特定の
形状の故に、空気はその速度を増大し且つ水分を
有する空気を水落し１６へ向けて導くような要領
にて幽閉される。水落し１６がヘツダーの外形の
内側に密着しており且つ収集されるべき水滴の為
のキヤビテイ或いは窪みを与えている。この水落
し１６の最上部は溶接などによりヘツダー１４の
内周縁に取付けられており、また水が水落しの樋
部分２７内に蓄積されるよう水が水落しを通過す
るのを阻止する壁部１８を与えている。水落し１
６は膨張して拡大部２０を形成しており、この拡
大部２０はその他端に於いてコア１１の全長方向
に取付けられており且つ蓄積された水がドレンキ
ヤビテイ２５へ流入する為の通路を与えている。
水落し１６はヘツダーの縁部に近接した位置に於
いて比較的狭くドレンキヤビテイ近くに於いて拡
大している。この水落しはドレンキヤビテイ２５
の長さ方向に延在している。ドレンキヤビテイは
この組立体の最も下方の位置に位置している。水
落し及びヘツダー組立体内の空気流により発生さ
れる局部的な渦巻により水落し内に蓄積する水が
排出せしめられるのを阻止すべく、水落しの内側
縁部には上方へ折曲げた縁部２２が設けられてい
る。壁部１８と縁部２２の間に樋部３０が形成さ
れている。空気が水を排出することなく水落しの
キヤビテイを通つて流れ得るよう、好ましくは上
方へ折曲げた縁部を有する孔２３或いは同様の孔
が水落しに形成されている。水落しを通して空気
流を導くことにより水がヘツダー表面に沿つて付
着せしめられ、次いで収集され且つドレンキヤビ
テイ２５及びドレンチユーブ２４を経て除去され
る。符号２７にて図示された如きドレンキヤビテ
イ２５の一部はより大きな容積を有しており、蓄
積された水がドレンチユーブ２４を経て導出され
る前にそれを貯容するよう設計されている。

バツフルより出て水落し内に流入する空気流は
第２図に於いて矢印２９，３１により図示されて
いる。空気の内水落しの孔を通過しない部分は、
水落しの下方を流れてヘツダーの一方の側に取付
けられた共通の出口ダクト２６内に流入する。水
落し１６に設けられた孔を通過する空気及び熱交
換器の出口より出る残りの空気は出口ダクト２６
を経て次の構成要素、例えば航空機用の典型的な
環境制御系のタービンなどへ流入するようになつ
ている。

空気流の為の二つの孔２３が水落しに設けられ
ているのが好ましい。状況によつては空気流の体
積及び／又は圧力及び組立体全体の大きさの関数
として追加の空気流孔を設ける必要があるかもし
れない。孔２３に加えて或いは孔２３の代りに図
に於いて符号２８により示されたルーバ型の孔を
使用して追加の空気を水落しより除去するのが好
ましい場合もある。この場合重要な事は、空気が
水落しより流出可能であり而も水分が水落しの最
も低い位置に流れてドレンを経てこの系より除去
可能であるようこれらの孔が形成されなければな
らないということである。ドレンチユーブ２４は
ヘツダーに取付けられており、ドレンキヤビテイ
２５内に蓄積された水がそれを通過し得るよう水
落しの最も低い位置に配置されている。

以上に於いては本発明を特定の実施例について
詳細に説明したが、本発明はかかる実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて種々の
修正並びに省略が可能であることは当業者にとつ
て明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はバツフル、ヘツダー、コア、出口ダク
ト及びそれらの熱交換器に対する位置関係を示す
解図的分解斜視図である。第２図は本発明による
水分離装置を一部破断して示す解図的斜視図であ
る。第３図は第２図の線３−３による解図的断面
図である。 １０〜熱交換器、１１〜コア、１２〜バツフ
ル、１３〜外縁部、１４〜ヘツダー、１５〜外縁
部、１６〜水落し、１７〜孔、１８〜壁部、２０
〜拡大部、２２〜折曲げ縁部、２３〜孔、２４〜
ドレンチユーブ、２５〜ドレンキヤビテイ、２６
〜出口ダクト、２７〜樋部分、２８〜ルーバ型
孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱交換器１０のコア１１などより出る空気流
   より水分を除去する水収集装置に於て、 前記コアの外縁部の実質的な部分に沿つて接続
   され、前記コアより流出する空気流の方向に短い
   距離だけ延在し、前記コアの選択された側部へ向
   う形状に形成され、これにより前記コアから流出
   する空気流の全体に対する流れ面積を徐々に低減
   し、これにより前記の流出する空気流の全体の流
   速を増大するよう構成されたバツフル１２と、 一端にて開き残りの部分にて前記コア及び前記
   バツフルを完全に覆う実質的に半球殻をなし、前
   記空気流が前記バツフルの流れ面積の低減する領
   域を通過する位置よりも上方の領域に於て前記空
   気流が最初に衝突する部分とこれより前記空気流
   を反転させる部分とを有する形状に形成され、前
   記空気流の流速の増大と方向の変化が水の重い液
   滴を遠心分離し、この分離された水を蓄積させつ
   つこれを前記空気流の流れ方向へ案内する内面を
   有するよう構成された実質的に半円筒状のヘツダ
   ー１４と、 前記ヘツダーの開いた端部に於てその内面に取
   付けられ、前記ヘツダーの内側にそれより僅かな
   距離だけ隔たつて延在し、前記空気流を阻止する
   無孔の壁部と前記無孔の壁部に接続されて前記空
   気流中の水を収集する樋部３０とを含み、前記樋
   部が前記ヘツダーの長さ方向に延在し、前記樋部
   の延在部と前記ヘツダーの一方の側との間に収集
   された水を蓄積するためのドレンキヤビテイ２５
   を構成しており、前記樋部には空気を通すための
   孔２３が開けられている如き水落し１６と、 前記ドレンキヤビテイに隣接して前記ヘツダー
   に接続され前記ドレンキヤビテイに収集された水
   を排出するためのドレンチユーブ２４と、 前記ヘツダーの前記開いた端部に取付けられた
   空気出口ダクト２６と、 を含んでいることを特徴とする水収集装置。