WO2002090833A1 - Echangeur de chaleur de conditionneur d'air a entretien facile - Google Patents

Description

明 細 書 清掃 しやすいェア コ ン用熱交換器 技術分野

本発明は、 空調設備 （以下， エアコ ン） の熱交換器に関する ものであ り 、 清掃しやすい熱交換器を提供する ものである。 背景技術

従来のエア コ ン用熱交換器は， 気化 した冷媒が中を流れるパイ プに対 し、 垂直に平面状のプレー ト を何枚も積層 して作られている。

こ の熱交換器には， 次のよ う な問題点があっ た。

①長い間使用 している と プレー ト の間にほこ り が詰ま り 、 冷却効率が下 がっ て し ま う 。

②そ こで、 清掃 しょ う と して も特殊な器具や特殊な薬品が必要である。 ③清掃が困難な こ とは， 悪臭を発生させ， エアコ ン 自体の寿命を短く し て し ま う 。

こ の問題に関 して、 従来は次のよ う な対処がなされてきた。

①フ ィ ルターの形状や機能を工夫する

②本体カバ一部分の形状を工夫する

③プラズマ脱臭装置を併用する

市販品と しては少な く と も次の ものがある。

①株式会社 日 立製作所製、 製品名 「し ろ く ま く ん」

強い静電気を帯びたフ ィ ルターを W字状に折り こみ、 総表面積を広げ る こ とで、 よ り 多く の汚れの捕捉を試みる。

また、 本体前面部を観音開きにする こ とで、 清掃 しやすく する。 ②株式会社東芝製、 製品名 「大清快」

プラズマ脱臭と、 脱臭剤 「ゼォライ ト」 を採用 した光再生脱臭フィ ル ターを用 いる。

③三洋電機空調株式会社製、 製品名 「 E シ リ ーズ」

リ モコ ンのスィ ッチを押すと、 エア フィ ルターと空気清浄フィ ルター が手の届 く 高さ まで降 り て く る。 椅子や脚立に乗らな く ても取 り 外し、 取 り 付けが簡単にできる。

④松下電器産業株式会社エアコ ン社製、 製品名 「 E シ リ ーズ」

二オイ の成分を、 熱交換器に結露した水分で洗い流す。

これら はいずれも従来の製品よ り は格段に使いやす く 、 機能も優れた ものである。 しか し、 いずれの製品も熱交換器は従来の形状を用 いてお り 、 熱交換器自体に埃が詰まる部分がある以上、 いっかは必ず埃が詰ま るのであ り 、 根本的な解決を提供する にはいたっていない。

と こ ろで、 後述するよ う に、 本願は平面状放熱板を用いている。 これ に関する先例は次のものがある。

①特開平 8 — 2 9 6 8 7 3

この出願は 「室内の設置スペース を増大させる こ とな く 暖房及び冷房 の両方を行う こ とのできる空気調和装置を提供する」 こ と を課題と し、 その解決方法と して放熱板の両面を使用 して熱交換する ものである。

しか し、 常識か ら考えて， 放熱板を室内に剥き出 し に して構成する こ と は火傷や火災の危険があ り ， 実用的とはいえない。

また、 本願は 2 次プレー ト も使用できる。 これに関する先例は次の も のがある。

①曰本国特許第 2 8 6 2 2 1 3 号

この特許にお いては①二次プレー トが平面状である。 ②少なく との 2 枚の 2 次プレー ト を必要とする。 ③清掃のこ とまで考慮する ものではな く 、 一次プレー ト と， 二次プレー トが取 り 外せる とは記載されていな い。 と言う点で本願と異なっている。

本願においては， ①二次プレー ト を使用する場合には三次元的に凹凸 加工する。 ②二次プレー ト は 1 枚でも良い。 ③この特許の一次プレー ト と， 二次プレー ト に相当する部分が取 り 外せるため、 清掃が容易であ る。 また、 本願の二次プレー トのほう 部品数は少な く てすみ。 製造 ' 管理コ ス ト を下げる こ とができる。

さ ら に、 本願では平面状放熱板の表面に突起を配置し、 熱交換率を上 げる。 これに関する先例には次のものがある。

①特開平 0 9 — 1 7 7 7 2 5

この出願における流体接触板は金属板に凹凸を付けたものであ り 、 類 似の製品が滑り 止め用の床剤などと して 日曜大工センタ一などで市販さ れている。

この出願と本願との差異は， 本願においては①平面伏のエア コ ン用熱 交換器に凹凸を付けた， （単なる金属板に凹凸を付けたのではない。 ） ②着脱または開閉可能な風流調節板に凹凸をつけた （平面状のエアコ ン 用熱交換器と組に して使われる） こ とであ り 、 これによ り 、 清掃が容易 となる こ と にあ る。 発明の開示

本発明は、 気化した冷媒が中を流れるパイ プに対し、 垂直に平面伏の プレー 卜 を何枚も積層する こ とな く 、 平面伏の放熱板と着脱または開閉 可能な風流調節板を含むこ と を最も主要な特徴とする。

また、 よ り安価な熱交換器の提供のために， 有孔凹凸型二次プレー ト を用 いる こ と も特徴の一つである。

すなわち 、 以下のよ う な特徴をもつ。 I . エアコ ン用熱交換器であ り 、 次の ものを全て含む。

1 . 平面伏の放熱板

これによ り 、 埃が詰まる部分自体が放熱板か らなく なる。 また、 放熱 板自体を雑巾がけを して清掃する こ とが可能となる。

2 . 次の ものを全て満たす風流調節板

A . 平面状の放熱板に取 り 付け られている

B . フ ァ ンか ら送られた空気が平面伏の放熱板と該風流調節板の間を 通っ てゆ く よう に取 り 付け られている

C . 放熱板に対して着脱可能なよ う に取 り 付け られている

これによ り 、 熱交換率が上がり 、 また、 風流調節板を取 り外して清掃 する こ とを可能とする。

H . さ ら に、 上記に加え、 次のう ち 1 つを満たすか含む こ と も可能であ る。

1 . 表面に風流調節突起が設けられている平面状の放熱板を含んでい る。

2 . 表面に風流調節突起が設けられている上記 I . 記載の風流調節板を 含んでいる。

3 . 平面伏の放熱板または風流調節板か ら着脱可能なよ う に取 り 付け ら れている風流調節板 （二次プレー ト） を含んでいる。

これら をひとつ以上組み合わせる こ とによ り 、 熱交換率がさ ら に上が る。

ID . 次の ものを全て満たす風流調節板 （二次プレー ト） を、 上記 I . 記 載のエアコ ン用熱交換器に含ませる こ と もできる。

1 . 平面状の放熱板または風流調節板か ら着脱可能なよ う に取 り 付けら れている

これによ り 、 風流調節板 （二次プレー ト） 自体をエアコ ン本体か ら取 り 外 して水洗い して清掃する こ とが可能となる。

2 . 該風流調節板 （二次プレー ト） の凹凸部分が平面状の放熱板に接触 している

これによ り 、 熱交換率がさ ら に上がる。

IV . 次の全てを満たす熱交換器用風流調節板 （二次プレー ト） 自体も本 願の特徴である。

1 . 穴があいている。

2 . 1 . の穴が属する平面に対し、 或いは放熱板または風流調節板に対 し、 垂直方向に凹凸加工されている。

3 . 熱交換器に流れ込んでく る流体に 1 . の凹凸、 すなわち、 垂直方向 に凹凸加工された穴ない し穴を形成する材料部分が互い違いにぶっかる よ う に、 凹凸が配置されている。 （実施例図 1 7 参照）

これら によ り 、 熱交換率がさ ら に上がる。

4 . 放熱板または風流調節板か ら着脱可能なよ う に取 り 付けられている これによ り 、 風流調節板 （二次プレー ト） 自体をエアコ ン本体か ら取 り 外して水洗い して清掃する こ とが可能となる。 図面の簡単な説明

図 1 は着脱または開閉可能な風流調節板を平面状放熱板か ら はずした ときの様子を模式的に表した説明図である。

図 2 は突起を有する着脱または開閉可能な風流調節板を模式的に表し た説明図である。

図 3 は図 2 を上部か ら見た様子を模式的に表した説明図である。 図 4 は突起を模式的に表した説明図である。

図 5 は突起を有する平面伏放熱板を模式的に表した説明図である。 図 6 は図 5 を上部か ら見た様子を模式的に表した説明図である。 図 7 は着脱または開閉可能な風流調節板と平面状放熱板を組み立てた 伏態を模式的に表した説明図である。

図 8 は図 7 を上部か ら見た様子を模式的に表した説明図である。 図 9 は図 7 を 2 セ ッ ト組み合わせた伏態を模式的に表した説明図であ る。

図 1 0 は図 1 0 を上部か ら見た様子を模式的に表した説明図である。 図 1 1 は二次プレー 卜 を取 り付ける溝を有する着脱または開閉可能な 風流調節板を模式的に表した説明図である。

図 1 2 は有孔で平面状の着脱または開閉可能な風流調節板を模式的に 表した説明図である。

図 1 3 は図 1 1 を図 1 2 に取 り 付けた様子を模式的に表した説明図で ある。

図 1 4 は図 1 3 を上部か ら見た様子を模式的に表した説明図である。 図 1 5 は有孔で凹凸加工された着脱または開閉可能な風流調節板を模 式的に表した説明図である。

図 1 6 は図 1 5 の部分的拡大図である。

図 1 7 は二次プレー ト を使用する実施例の切断面を模式的に表した説 明図である。 発明を実施するための最良の形態

本発明の実施の形態は、 平面伏の放熱板と着脱または開閉可能な風流 調節板を用いた， 清掃が容易なェアコ ン用熱交換器に関する ものであ る。

実施例 1 では平面状の放熱板と着脱または開閉可能な風流調節板だけ を用いた例を、 実施例 2 では着脱または開閉可能な風流調節板ない し二 次プレー ト （以下， 二次プレー 卜） を用いた例を説明する。 なお、 実施形態は下記の実施例に限られる ものではない。 実施例 1 . と して、 平面状の放熱板と着脱または開閉可能な風流調節 板だけを用 いた例を説明する。

図 1 は冷媒が中を流れるパイ プ 4が内部に通っている平面伏の放熱板 と、 着脱または開閉可能な風流調節板 1 が取 り 外されたときの状態を、 模式的に表したものである。 この平面伏の放熱板は既知の熱伝導性に優 れた材質で作成する。

固定された放熱板に着脱または開閉可能な風流調節板 1 は矢印 5 の方 向に取 り 付け られる。

従来のェアコ ンでは， 放熱プレー 卜が櫛の歯状に並んでいるために、 その間にほ こ り が詰ま り やす く ， 詰まっ たほ こ り はと り に く かっ た。 本 発明は， 放熱板を平面伏にする こ とで， 雑巾で簡単に掃除できるよ う に する。

しか し、 それだけではフ ァ ンか ら送られて く る空調前の空気が充分に 平面伏の放熱板に接触しないために、 熱交換効率が悪く なつ て し ま う 。 そ こで， フ ァ ンか ら送られて く る空調前の空気を平面伏の放熱板に強 制的に当てるための、 着脱または開閉可能な風流調節板 1 を用 いた。 平 面状の放熱板に当てるための、 着脱または開閉可能な風流調節板 1 は矢 印 5 の方向に取 り 付け られる。 両者は既知の耐熱性ゴム等で出来た接続 パ ッ キ ング 2 及び 3 で密着され、 適宜の方法で固定される。 該接続パ ッ キ ングに磁石な どを組み込んで、 着脱を容易にする こ と もできる。 蝶番 な どを用いて， 開閉できるよ う に して も良い。

清掃の ときには， 1 をエアコ ン本体か ら取 り外した上で、 或いは開け た上で， 水洗いない し水拭きを行う こ とができる。

しか し、 これだけでは充分な熱交換が得られない場合がある。 その場 合には放熱板の表面積を増やすこ とが必要となる。

そのため に、 放熱板に突起を設ける。 この突起は空気に乱流を起こ さ せ、 空気を攪拌する こ とで空気が放熱板と満遍なく 接触するため、 熱交 換率を上げる効果も ある。 必要に応じて風流調節板 1 にも突起を設ける こ と もできる。

図 2 は風流調節板 1 に突起 6 を設けた例である。 図 3 は横か ら見た図 である。 実施例ではこの突起の形を、 ラ グピーボールを長軸に沿って切 断したよ う な形に した。 図 4 はその透視図である。 図 5 は放熱板に突起 を配置した例である。 図 6 は横か ら見た図である。 いずれも雑巾がけを する こ とができる形伏である。

図 7 は これ ら を組み立てた様子を模式的にあ らわ したものである。 フ ア ンか ら送られた空気は矢印 7 ， 8 の方向に平面状の放熱板と着脱また は開閉可能な風流調節板 1 の間を通っ てゆ く 。 図 8 はこれを矢印 7 の方 向か ら見たものである。

こ こで、 1 辺が 1 c mの立方体をした空気の塊が接する放熱板の表面 積を比較してみる こ と にする。 従来型のエアコ ン用熱交換器が縦 3 0 c m、 横 1 2 O c m、 厚さ 1 0 c mとする と、 それと同 じだけの表面積を 得るためには本発明の熱交換器では横、 厚さ を同 じ とする と縦を 7 5 c m程度にする必要がある。

縦幅を短く するためには図 9 のよう に 2 組あわせる こ とで解決でき る。 図 1 0 は図 7 の矢印 7 の方向か ら見た図である。

なお、 空気の乱流による攪拌で熱交換率は若干上がるので， 2 組あわ せた場合， 同程度の熱交換率を得るためには縦を 3 0 〜 3 5 c mにする こ とができる。

平面伏の放熱板と着脱または開閉可能な風流調節板 1 の外側は， 既知 の断熱材で被う と熱交換率はさ ら に上がる。 次に、 実施例 2 と して二次プレー ト を用いた例を説明する。

着脱または開 閉可能な風流調節板 1 に、 二次プレー ト取 り付け用の溝 をつける。 （図 1 1 の 1 0 )

二次プレー 卜 は図 1 2 のよ う に平面の板に穴 1 1 を開けたものを用 い る。

図 1 3 はこれを着脱または開閉可能な風流調節板 1 に取 り付けた透視 図である。

図 1 4 は図 1 3 の状態を、 空気を送り込む方向か ら見たものである。 こ こで、 穴の形伏を工夫する こ とで， ある程度の空気の乱流による攪 拌を引 き起こす こ と もできるが， それだけでは不十分な こ とが多い。 熱交換率を上げるために、 本発明の二次プレー トは図 1 2 の二次プレ ー ト をさ ら に凹凸加工する こ とを特徴とする。 図 1 5 はこの二次プレー 卜の概観図であ る。

二次プレー 卜 の両脇には着脱または開閉可能な風流調節板 1 の溝 1 0 にはまるよ う に平面の部分 1 4 がある。 この部分は平面伏熱交換器また は着脱または開 閉可能な風流調節板 1 か ら着脱または開閉可能であるよ う な形態であればよ く ， 平面に限らずその形状はさ ま ざまなものが考え られる。 この実施例では、 二次プレー 卜の着脱は二次プレー ト を図 1 1 の溝 1 0 に対し平行方向にス ライ ド させて行う こ とができる。

また、 実施例ではも と も とあいていた穴 1 1 の属する平面に対 し垂直 方向に、 ある いは， 平面状熱交換器または着脱または開閉可能な風流調 節板 1 に対して垂直方向に， 凹凸加工した。 具体的には正弦波伏にプレ ス加工した。

しか し、 凹凸加工してあ り さ えすればよ く ， その波型の形状が矩形波 であっ てもの こ ぎり 状の波形であっても， ある いは、 渦巻状に一つの波 と して形成する こ と もできる し、 子供が喜ぶよ う な動物の形に凹凸を作 る こ と もできる。

空気の流れはク ロ矢印の方向となる。 この方向か ら見たときに， 穿孔 した穴が互い違いに見えるよ う に穴と凹凸を配置する。 そうする こ と で、 流れ込む空気はよ り効率よ く 攪拌される。

図 1 6 は図 1 5 の 1 5 の部分を拡大したものである。

図 1 7 はこの二次プレー 卜 を使っ た場合の図 7 における X Yで切断し たときの図である。 空気はク ロ矢印の方向に流れる。

図 ： 1 7 にある よ う に、 本願の二次プレー ト を平面伏放熱板と断熱加工 した着脱または開閉可能な風流調節板 1 の両方に、 よ り望ま し く は二次 プレー ト を既知の熱伝導性に優れた材質で作成し、 平面状放熱板だけに 接するよ う に凹凸幅と取 り 付け方法を調整する。 このよ う にする と、 二 次プレー ト は空気を攪拌するだけでな く 、 放熱板と しても作用する。 し たがっ て， 熱交換率は格段に向上する。

と こ ろで、 こ の着脱または開閉可能な二次プレー ト は、 エアコ ンのみ な らずさ まざまな流体の熱交換器において使用できる。 たとえば、 自動 車用 ラ ジェ夕一に使用すればラ ジェ夕一内部の清掃が可能にな り 、 部品 寿命が延びるのでラ ジェター 自体の リ サイ クルが可能となる。 産業上の利用可能性

以上説明 したよ う に本発明の熱交換器， 及び二次プレー ト によ り ， 次 のよ う な効果があげられる。

①平面伏の放熱板と着脱または開閉可能な風流調節板を用いているの で， 清掃が容易である。

②着脱または開閉可能な風流調節板を用 いたのでフ ァ ンか ら送られた空 気が平面伏放熱板に強制的に接しさせる こ とが出来る。

③平面伏の放熱板または、 着脱または開閉可能な風流調節板の表面に突 起を配置したので， 熱交換率が向上する。

④着脱または開閉可能な二次プレー ト を用いたので， 清掃が容易であ る。

⑤二次プレー ト には穴があ り ， 穴の属する平面に対し垂直方向に、 他の 表現をすれば， 平面状熱交換器または着脱または開閉可能な風流調節板

1 に対して垂直方向に， 凹凸加工してあるので， 効率よ く 空気を攪拌で きる。 その穴の配置は空気が流れ込んでく る方向か ら見る と互い違いに 並べれば， さ ら に効率よ く 空気を攪拌できる。

⑥該二次プレー 卜 を放熱板と接触させる こ とで， 熱交換率をさ ら に向上 させる こ とができる。

以上のよ う な効果によ り 、 エアコ ンへの利用 に適しているのみな ら ず、 広く 流体の熱交換器に も利用できる可能性がある。

Claims

請 求 の 範 囲

I . エアコ ン用熱交換器であ り 、 次の ものを全て含む もの。

[ . 平面伏の放熱板

Π . 次のもの を全て満たす風流調節板

A . 平面伏の放熱板に取 り 付けられている

B . フ ァ ンか ら送られた空気が平面伏の放熱板と該風流調節板の間を 通っ てゆく よ う に取 り 付け られている

C . 放熱板に対して着脱可能なよ う に取 り 付けられている

2 . 次の う ち 1 つを満たすか含んでいる請求項 1 記載のエアコ ン用熱交 換器。

I . 表面に風流調節突起が設け られている平面伏の放熱板を含んでい る。

Π . 表面に風流調節突起が設けられている請求項 1 記載の風流調節板を 含んでいる。

ΠΙ . 平面伏の放熱板または風流調節板か ら着脱可能なよ う に取 り 付け ら れている風流調節板 （二次プレー ト） を含んでいる。

3 . 次のものを全て満たす風流調節板 （二次プレー ト） を含んでいる、 請求項 1 記載のェアコ ン用熱交換器。

I . 平面伏の放熱板または風流調節板か ら着脱可能なよ う に取 り 付けら れている

II . 該風流調節板 （二次プレー ト） の凹凸部分が平面状の放熱板に接触 している

4 . 次の全てを満たす熱交換器用風流調節板 （二次プレー ト） 。

I . 穴があいている。

Π . I . の穴が属する平面に対し、 或いは放熱板または風流調節板に対 し、 垂直方向に凹凸加工されている。

m . 熱交換器に流れ込んでく る流体に 1 . の凹凸、 すなわち、 垂直方向 に凹凸加工された穴ない し穴を形成する材料部分が互い違いにぶっかる よ う に、 凹凸が配置されている。

IV . 放熱板または風流調節板か ら着脱可能なよ う に取 り 付け られている