JP5769022B2 - 凝縮器の補助冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、空調、冷凍、冷蔵装置等に用いられている空冷式の凝縮器の補助冷却装置に関するものであり、より詳しくは夏場等の外気温が高い時に空気調和機の凝縮器の吸い込み空気の温度を冷却するための凝縮器の補助冷却装置に関するものである。

空調、冷凍、冷蔵装置等の冷凍サイクルに用いられる凝縮器は、熱交換方式により水冷式と空冷式とがあり、水冷式は熱交換効率が高く、夏場の高温時にも、外気の影響が少なく、比較的安定した庫内、室内温度を保つことができるが、装置構造が複雑で高価であり、維持管理に経費が掛かるという問題がある。
一方、空冷式は装置構造が簡便なため安価であるが、夏場の高温時等に庫内、室内の冷却効率が落ちるという問題がある。この問題を補う空冷式の凝縮器の補助冷却装置としては、例えば、特許文献１に示すように、凝縮器の放熱フィンに水を直接散布して冷却効率を向上させる補助冷却装置が知られている。

特開平１０−２１３３６１号公報

上記特許文献１に記載の補助冷却装置は、空調室外機の凝縮器の放熱フィンに、スプレーノズルにより細かい粒状または霧状の水をほぼ均一に散布するものであり、この散布した水の蒸発潜熱によって放熱フィンを冷却するものである。

しかしながら、この特許文献１は、夏場の高温時に凝縮器の放熱フィンにノズルにより直接水道水を散水し、冷却効率を向上させるものの、運転を長期にわたって続ける間に放熱フィンの表面に水垢・スケール等が付着するために、空冷運転時の熱交換効率の低下や放熱フィンの腐食などが発生するという問題がある。特に、放熱フィンの腐食、経年劣化が著しく、５〜６年で放熱フィンあるいは凝縮器自体を交換する必要が生じ、結果として高価になるという問題があった。

この問題を補う空冷式凝縮器の補助冷却装置としては、例えば、下記に示す特許文献２が挙げられる。

特開２００４−３８０６号公報

この特許文献２示す補助冷却装置は、凝縮器の放熱フィンの近傍にクーリングマットを放熱フィンから一定距離を離して設置し、このクーリングマットに冷却水を流下させて凝縮器の吸い込み空気を冷却させるようにしたものである。
しかしながら、この特許文献２に用いられているクーリングマットは、繊維状のものを用いているために、構造上冷却効率が低く、さらに目詰まりによる圧力損失が増大していく等の不具合がある。

この特許文献２の不具合を解決するようにしたものとして、例えば、下記に示す特許文献３が挙げられる。

特開２００９−２３６３７０号公報

この特許文献３に記載されている補助冷却装置は、図１９に示すように、空冷式凝縮器８０の吸い込み空気の上流側に充填材８１が配置されたものであり、この充填材８１は、吸い込み空気の方向に所定の厚みを有している。そして、充填材８１に上方から水を流し、充填材８１の下部から流れ出る水を回収容器８２で回収している。

この回収容器８２に回収された水は、ポンプ８３により給水管８４を介して充填材８１の上方まで汲み上げられ、この汲み上げられた水は、水供給容器８５が備える複数の排水口を通って、充填材８１の上方から内部に一様に流すようにしている。充填材８１内で水を流下させて、凝縮器８０の吸気によって充填材８１内の水を蒸発させることで、気化熱の作用で吸気冷却を行なっている。

図２０は充填材８１の要部拡大断面図を示し、この充填材８１は波板を積層して接着し、所定の箇所から切断して形成したものであり、空気の流通方向に対して上昇と下降する空気流通路９０、９１が複数形成されている。
実線で示す空気流通路９０は上昇し、該空気流通路９０は上下方向に多数形成され、また、破線で示す空気流通路９１は下降し、該空気流通路９１は、空気流通路９０に対して幅方向に隣接して形成されると共に、上下方向に多数形成されている。

実線で示す矢印イは空気流通路９０を流通する吸い込み空気を示し、破線で示す矢印ロは空気流通路９１を流通する吸い込み空気を示している。そして、この特許文献３では、互い違いに傾斜した空気流通路９０、９１によって空気の乱流を促進し、吸気冷却性能を向上させる、としているが、空気の流入口と流出口との間は、単に上昇、下降の角度が一定としているために、空気の乱流を促進し難くなっている。

そのため、充填材８１の厚みを厚くする必要があり、コストアップになると共に、室外機の吸い込み面と建物の壁面との間の距離があまり無い場合には、充填材８１にスムーズに空気が吸い込まれにくくなり、また、壁面と室外機との間の距離があまり無い場合には、充填材８１を設置できないという問題がある。

また、空気流通路９０、９１の傾斜角度が一定のために、室外機からの音が空気流通路９０、９１をそのまま通過するために、防音性に欠けるという問題もある。

また、特許文献３に記載の充填材８１の材料として、ポリエチレンテレフタレートと、ポリエチレンと、ガラス繊維で構成しているため、材料代が高くなり、また、材料自体は水を吸収しにくい為に、充填材８１に水を十分に吸収できず、蒸発しにくい恐れもある。

本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、少なくとも以下の目的を持った凝縮器の補助冷却装置を提供するものである。
（１）吸い込まれた空気の乱流を一層促進させ、効率良く気化させること。
（２）厚みを薄くして、コストを安価にすること。
（３）厚みを薄くすることで、室外機と壁面との距離があまり無い場合でも設置できるようにすること。
（４）防音性を高めること。

そこで、本発明の請求項１に記載の凝縮器の補助冷却装置では、室外に設置される凝縮器３の風上側に所定の厚みを有する保水材本体３１を前記凝縮器３に近接して配置し、前記保水材本体３１に水を流下させ、前記保水材本体３１により前記水が気化する際の潜熱を利用して吸い込んだ空気を冷却し、この冷却された吸い込み空気にて前記凝縮器３を冷却させる凝縮器の補助冷却装置であって、
前記保水材本体３１は、空気の吸い込み方向に複数層の保水材３０ａ、３０ｂで構成されており、
前記保水材本体３１の一方の保水材３０ａは、空気の吸い込み方向における垂直方向に所定の傾斜角度で上昇や下降する空気流通路５２を上下方向及び左右方向に連続して多数有しており、
前記他方の保水材３０ｂは、空気の吸い込み方向における垂直方向に所定の傾斜角度で下降または上昇する空気流通路５２を上下方向及び左右方向に連続して多数有しており、
前記一方の保水材３０ａの空気流通路５２の傾斜角度と、前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度とは異なる傾斜角度とし、
前記保水材３０ａ、３０ｂの両空気流通路５２を介して空気を通過させて該空気を冷却するようにしていることを特徴としている。

請求項２に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記一方の保水材３０ａの空気流通路５２と、前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２とは略対向して配置されており、
前記一方の保水材３０ａの空気流通路５２の傾斜角度を下降または上昇する傾斜角度とし、前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度を上昇または下降する傾斜角度としていることを特徴としている。

請求項３に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂのうち、いずれかの保水材３０ａの空気流通路５２のピッチを、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２のピッチとは異ならせていることを特徴としている。

請求項４に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記保水材本体３１の両保水材３０ａ、３０ｂの間に空間部４０を設けていることを特徴としている。

請求項５に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記保水材本体３１の一方の保水材３０ａの空気流通路５２は、空気の吸い込み方向における水平方向に所定の傾斜角度を有しており、
前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２は、空気の吸い込み方向における水平方向に所定の傾斜角度を有しており、
前記一方の保水材３０ａの空気流通路５２の水平方向の傾斜角度と、前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の水平方向の傾斜角度とは異ならせていることを特徴としている。

請求項６に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記保水材本体３１の他方の保水材３０ｂを構成している波板材を、鉄、アルミニウム、銅などの熱伝導率の良い性質を持った部材で構成していることを特徴としている。

請求項７に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記波板材を、紙材からなるベース基材６０と、このベース基材６０の片面又は両面に貼合されるシート状のアルミ材６１とで構成していることを特徴としている。

請求項８に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記他方の保水材３０ｂを構成している波板材に、多数の穴６２を穿孔していることを特徴としている。

請求項９に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の垂直方向や水平方向の傾斜角度は、約２０°〜３５°の範囲としていることを特徴としている。

請求項１０に記載の凝縮器の補助冷却装置では、前記保水材本体３１は、２層の保水材３０ａ、３０ｂで構成し、前記保水材３０ａ、３０ｂの下面を内側に上昇して傾斜する傾斜面３２とし、
断面を略コ字型にした排水樋２５の底部の上面に前記保水材３０ａ、３０ｂを配置し、
前記保水材３０ａ、３０ｂから流下した水を前記排水樋２５を介して排水するようにしていることを特徴としている。

本発明の請求項１に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、外気の吸い込み方向の途中で空気流通路５２の傾斜角度を変えていることで、空気の流れが不規則となり、空気の乱流を一層促進させて、水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。そのため、保水材本体３１内において空気流通路５２の傾斜角度が変わらない特許文献３の場合と比べて、保水材本体３１の空気の吸い込み方向の寸法、つまり、保水材本体３１の厚みを厚くする必要がなく、保水材本体３１の厚みを薄くすることができる。したがって、室外機１と建物の壁面との距離があまり無い場合でも補助冷却装置１０を設置することが可能となる。また、保水材本体３１の厚みを薄くすることができるので、保水材本体３１のコストを安価にすることができる。
また、両保水材３０ａ、３０ｂで構成される保水材本体３１は、途中で空気流通路５２の傾斜角度を変えていることで、室外機１側からの音が空気流通路５２内で乱反射される形となり、そのため、防音性を高めることができる。
このように、補助冷却装置１０の保水材本体３１にて冷却された空気により凝縮器３の温度上昇を防止して、凝縮器３の効率を上げることができる。

請求項２に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、一方の保水材３０ａの空気流通路５２と、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２とは略対向して配置されており、前記一方の保水材３０ａの空気流通路５２の傾斜角度を下降または上昇する傾斜角度とし、前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度を上昇または下降する傾斜角度としているので、吸い込まれた空気は、一方の保水材３０ａの空気流通路５２から他方の保水材３０ｂの空気流通路５２に流れた時に大きく傾斜角度が変化し、そのため、空気の流れが不規則となり、空気の乱流を一層促進させて、水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。また、この請求項２においても請求項１と同様の効果を奏する。

請求項３に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂのうち、いずれかの保水材３０ａの空気流通路５２のピッチを、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２のピッチとは異ならせていることで、吸い込まれた空気は、一方の保水材３０ａの空気流通路５２から他方の保水材３０ｂの空気流通路５２に流れた時に空気の流れが不規則となり、空気の乱流を一層促進させて、水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。また、この請求項３においても請求項１と同様の効果を奏する。

請求項４に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、保水材本体３１の両保水材３０ａ、３０ｂの間に空間部４０を設けていることで、一方の保水材３０ａの空気流通路５２に吸い込まれた空気は、空間部４０に流れた際に空気の流れが不規則となり、空気の流れを一層促進させ、さらに、空間部４０から他方の保水材３０ｂの空気流通路５２に吸い込まれた際に、空気の流れが不規則となり、空気の流れを一層促進させ、これにより、保水材本体３１での水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。このように、前記空間部４０により空気の乱流を一層促進させることができ、この請求項４においても請求項１と同様の効果を奏する。

請求項５に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、保水材本体３１の一方の保水材３０ａの空気流通路５２は、空気の吸い込み方向における水平方向に所定の傾斜角度を有しており、前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２は、空気の吸い込み方向における水平方向に所定の傾斜角度を有しており、前記一方の保水材３０ａの空気流通路５２の水平方向の傾斜角度と、前記他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の水平方向の傾斜角度とは異ならせていることで、吸い込まれた空気は、水平方向、垂直方向へと空気の流れが一層不規則となり、空気の乱流を一層促進させることができる。また、この請求項５においても、請求項１と同様の効果を奏する。

請求項６に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、前記保水材本体３１の他方の保水材３０ｂを構成している波板材を、鉄、アルミニウム、銅などの熱伝導率の良い性質を持った部材で構成しているものであり、熱伝導率の高い素材で構成した保水材３０ｂを、保水材３０ａの風下側に配置し、保水材３０ａの波板材５１に水を流下させ、熱伝導率の高い波板材５１は、冷却された温度により素材全体（波板材５１全体）の温度を下げ、また、波板材５１の波形形状により冷却面積を広くすることで、伝導率の悪い通過空気の温度を効率良く下げることができる。

請求項７に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、前記波板材を、紙材からなるベース基材６０と、このベース基材６０の片面又は両面に貼合されるシート状のアルミ材６１とで構成していることで、材料自体は安価であるので、波板材５１のコストを安価にすることができ、また、波板材５１の構成部材は、紙材からなるベース基材６０と、シート状のアルミ材６１であるので、波板材５１を軽量化することができる。

請求項８に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、前記他方の保水材３０ｂを構成している波板材に、多数の穴６２を穿孔しているので、穴６２を介して水が流下し、そのため、波板材５１は効率良く冷却されて、波板材５１全体の温度を下げ、波板材５１に穴６２をあけない場合と比べて、伝導率の悪い通過空気の温度を一層効率良く下げることができる。

請求項９に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の垂直方向や水平方向の傾斜角度は、約２０°〜３５°の範囲としているので、空気が吸い込まれる際に圧力損失が生じずに、スムーズに吸い込まれて空気の乱流を促進させることができる。

請求項１０に記載の凝縮器の補助冷却装置によれば、保水材本体３１は、２層の保水材３０ａ、３０ｂで構成し、前記保水材３０ａ、３０ｂの下面を内側に上昇して傾斜する傾斜面３２とし、断面を略コ字型にした排水樋２５の底部の上面に前記保水材３０ａ、３０ｂを配置し、前記保水材３０ａ、３０ｂから流下した水を前記排水樋２５を介して排水するようにしているので、保水材本体３１と排水樋２５との間に空間を無くすことができ、補助冷却装置１０の上下方向の寸法を短くでき、小型化を図ることができる。

本発明の実施の形態における室外機と補助冷却装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態における保水材本体を正面から見た概略図である。 本発明の実施の形態における冷凍サイクルを示す図である。 本発明の実施の形態における保水材を製作する場合の説明図である。 本発明の実施の形態における保水材を製作する場合の説明図である。 本発明の実施の形態における保水材を製作する場合の説明図である。 本発明の実施の形態における保水材を製作する場合の説明図である。 本発明の実施の形態における保水材の溝の傾斜角度を示す要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態における保水材本体の要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態における一方の保水材の溝の傾斜角度を異ならせた場合の要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態における一方の保水材の溝の傾斜角度を異ならせた場合の要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態における一方の保水材の溝のピッチを異ならせた場合の要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態における両保水材の間に空間部を設けた場合の要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態における熱伝導率の高い素材を用いた場合の波板材の説明図である。 本発明の実施の形態における熱伝導率の高い素材を用いた場合の波板材に多数の穴を穿孔した場合の説明図である。 本発明の実施の形態における保水材本体の平面図である。 本発明の実施の形態における保水材の水平方向における溝の傾斜角度を持たせた場合の平面図である。 本発明の実施の形態における保水材の水平方向における溝の傾斜角度を異ならせた場合の平面図である。 従来例の室外機と補助冷却装置の概略構成図である。 保水材の説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は室外機１の吸い込み空気の上流側に補助冷却装置１０を設置した場合の概略構成図を示しており、また、図２は図１のＡ方向から見た概略正面図を示している。
室外機１は、周知の構成であるため、詳細な説明は省略するが、室外機１のケース２の一方には凝縮器３が配置され、ケース２の上部には冷却ファン４が設けられている。なお、本実施形態では冷却ファン４をケース２の上部に設けているが、凝縮器３に対向した位置に冷却ファン４が設けられている場合もある。

補助冷却装置１０は、詳しくは後述する気化式空気冷却装置１１と、この気化式空気冷却装置１１から排水管１２を介して排水される水を回収する水回収装置１３と、この水回収装置１３に貯溜している水をポンプ１４を介して前記気化式空気冷却装置１１側に送る給水管１５と、この給水管１５からの水を気化式空気冷却装置１１の上面に給水する給水装置１６等で構成されている。

なお、図１では給水管１５を室外機１より右方に描いているが、実際の施工は室外機１の左方で、気化式空気冷却装置１１の側面に配管されるようになっている。しかし、補助冷却装置１０の気化式空気冷却装置１１は、凝縮器３の吸い込み空気の上流側に該室外機１に近接して配置されるが、他の水回収装置１３や給水管１５は任意の箇所に配置、施工される。

気化式空気冷却装置１１は、図２に示すように、凝縮器３の大きさとほぼ同じか、若干大きめの大きさとしており、気化式空気冷却装置１１にて凝縮器３の空気の吸い込み面を覆う大きさである。

図３は、周知な冷凍サイクルを示し、冷凍サイクルは、凝縮器３、圧縮器５、室内に設置される室内機内の蒸発器６、膨張弁７等で構成されており、それぞれ冷媒管８にて接続されている。
冷房運転時では、圧縮器５で冷媒管８内の冷媒が圧縮されて、冷媒は高温ガスになり、凝縮器３内を冷却ファン４にて気化する際の水の潜熱にて一定の温度に下げられ冷媒ガスは液化する。膨張弁７にて冷媒の圧力は急激に下げられ、冷媒ガスの潜熱で冷たくなり、蒸発器６で部屋の温度を熱交換を行ない、室内機から冷風が部屋内に送られて冷房が行なわれる。

本実施形態では、水回収装置１３内の水をポンプ１４、給水管１５を介して気化式空気冷却装置１１へ循環させ、気化式空気冷却装置１１内では水が気化する際の潜熱を利用して気化式空気冷却装置１１内で吸気された空気の温度を低下させ、この低下させた空気にて凝縮器３を冷却させるものである。
気化式空気冷却装置１１内を流下した水は排水管１２を介して水回収装置１３に回収される。

水回収装置１３へは、水道水等の補給水が補給水管２０から供給されるようになっており、補給水管２０にはフロート弁２１が介装されている。このフロート弁２１は、液面に浮かぶフロート２２が液面の高さに応じて上下方向に移動することにより開閉する弁である。
水回収装置１３の液面が所定の高さ以下になると、フロート２２が下降してフロート弁２１が開いて補給水管２０から水が供給される。また、補給水が供給されていって液面が所定の高さ以上になると、フロート２２が上昇してフロート弁２１が閉じられ、補給水管２０からの水の供給が停止される。

気化式空気冷却装置１１へ水回収装置１３からの水を循環させて給水する給水装置１６は、気化式空気冷却装置１１の幅方向と略同じ長さとし、例えばパイプに複数の穴を穿孔しておき、これらの穴から水を気化式空気冷却装置１１の上面に滴下ないし散水するものである。

なお、図２に示すように気化式空気冷却装置１１の下部には排水樋２５が設けられており、この排水樋２５の端部に排水管１２が接続されて、気化式空気冷却装置１１から流下した水は水回収装置１３へ回収されるようになっている。

次に、本発明の要旨である気化式空気冷却装置１１の構成について説明する。本実施形態での気化式空気冷却装置１１は、図１に示すように、外気の吸い込み方向に２つの保水材３０にて２層構造としている。なお、この保水材３０は、一般に通称クーリングパッド（ Cooling Pad )と呼ばれ、木材のチップを加工した紙質と、ポリエチレンと、ガラス繊維で構成され従来より市販されている。また、このクーリングパッドは、主に畜舎並びに園芸用施設の温度を下げるために用いられるものであり、日本では、無窓畜舎、施設園芸用温室で広く使用されているものである。

図４〜図７は保水材３０の作り方を示しており、保水材３０の構造を理解し易いように、この保水材３０の構造について説明する。図４において、波形形状をした波板材５１を多層に積層して形成するものであり、それぞれの波板材５１は、強固に加工された紙で出来ている。なお、波板材５１の波形形状で形成されて連続して形成される溝５２が、空気の流通路となる。
上下の波板材５１を吸気方向に対して互い違いに任意の角度、例えば、３０°前後に組み合わせ、上の波板材５１の波の下側の頂点と、下の波板材５１の波の上側の頂点とが交差する点、つまり、図５に示す黒丸（●）の部分を接着剤にて接着し、上下の波板材５１を接着固定する。

このようにして波板材５１を多数積層したのが図６に示す保水材本体５５であり、この保水材本体５５を図中矢印のイ方向にカッター等にて切断することで、任意の厚みの保水材片５６を得る。そして、図７に示すように、縦方向、横方向の矢印ロ、ハに示すようにカッター等にて切断することで、任意の大きさの保水材３０を形成することができる。
本発明で用いる保水材３０は、任意の厚みや大きさを容易に製作することができ、また、波板材５１を上下に積層する際に、波板材５１を任意の角度で傾斜して積層することで、外気の吸気方向に対する波板材５１の各溝５２の傾斜角度も任意に形成することができる。また、図４に示すように、溝５２の幅寸法Ｌや高さ寸法Ｈを任意に製作することができる。

図８は上記のようにして製作された保水材３０の要部拡大断面図を示し、保水材３０の右方に凝縮器３が位置し、左方から矢印に示すように空気が保水材３０の溝５２（以後、この溝を「空気流通路」と称する。）を通過する。
この実線で示している空気流通路５２は例えば、３０°の傾きで上昇し、この実線で示されている空気流通路５２と幅方向で隣接し、破線で示している空気流通路５２は、例えば、３０°の傾きで下降している構成となっている。これらの空気流通路５２が保水材３０の上下方向及び左右方向に連続して形成されている。

なお、図８に示す単体の保水材３０は、従来例の図２０に示すものと同じ構成であるが、本実施形態では保水材３０の材料を紙材としているのが異なっている。また、本実施形態では、図８に示す保水材３０を空気の吸い込み方向に２つ（２層）配置するものである。もちろん、保水材３０を３層、４層配置するようにしても良い。

この保水材３０に給水装置１６からの水が滴下され、保水材３０自体に水が吸水されて湿潤状態となり、同時に保水材３０の表面、つまり各空気流通路５２の表裏の面を水が流下していき、保水材３０に吸収されなかった水は保水材３０の表面を伝って水回収装置１３へと流れて回収される。

図９は、２枚の保水材３０（３０ａ、３０ｂ）を外気の吸い込み方向に配置した場合を示しており、２枚の保水材３０ａ、３０ｂは当接して配置している。図９に示す両保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度は略３０°のものを用いている場合を示している。ここで、２枚の保水材３０ａ、３０ｂで保水材本体３１と称する。

また、保水材３０から流下した水を受ける排水樋２５は、断面を略コ字型に形成すると共に、底部の中央部に長手方向に沿って断面を略半円状にした排水溝２６を一体に形成している。その排水溝２６の端部に図２に示すように排水管１２が接続されいる。

さらに、本実施形態では、保水材３０の底面は水平面ではなく、両保水材３０ａ、３０ｂの当接面側に上向く傾斜面３２としており、両保水材３０ａ、３０ｂを当接すると断面が略三角形状の空所３３が形成される。
そして、両保水材３０ａ、３０ｂの下端縁が排水樋２５の隅部に位置決めされて、両保水材３０ａ、３０ｂは排水樋２５にて支持される。なお、保水材３０の全体は枠体（図示せず）にて支持固定されるようになっている。

上記空所３３が形成されることで、保水材３０ａ、３０ｂの下面を保形させるべく、該保水材３０ａ、３０ｂの下面に断面を略く字型として金網３４を配設している。

このように、両保水材３０ａ、３０ｂの下面を傾斜させてカットした傾斜面３２を形成し、保水材３０ａ、３０ｂの下端縁を排水樋２５の隅部に位置決めし、空所３３へ水を流下させて、排水樋２５の排水溝２６を介して排水するようにしている。
保水材３０ａ、３０ｂの下面に傾斜面３２を形成せずに、下面を水平にした場合では、保水材３０ａ、３０ｂの下面から空間を介して排水樋２５を配設する必要がある。かかる場合は、その空間の寸法だけ縦方向の寸法が大きくなるという問題が生じる。

しかし、本実施形態では、保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂの下端縁を排水樋２５の底部に当接していることで、保水材本体３１と排水樋２５との間に空間を無くすことができ、その分、補助冷却装置１０の上下方向の寸法を短くでき、より小型化を図ることができる。

図９の断面部分においては、外気の吸い込み側の保水材３０ａの空気流通路５２は傾斜が下降する方向であり、排気側の保水材３０ｂの空気流通路５２は傾斜が上昇する方向としているが、保水材３０の左右方向（図面上では前後方向）に隣接する空気流通路５２は図示しているのとは逆の傾斜となっている。
また、図９では両保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の開口面を一致させているが、実際には、両保水材３０ａ、３０ｂを当接した状態では、上下、左右方向にずれが生じている。

保水材３０ａの空気流通路５２に吸い込まれた空気は、吸水性の良い紙材からなる保水材３０ａは水が湿潤状態となっていて、水が気化する際の水の潜熱により空気が冷却される。また、保水材３０ａからの冷却された空気が保水材３０ｂの空気流通路５２に吸い込まれる際には空気流通路５２の傾斜角度が上昇または下降の方向へと傾斜角度として６０°の変化が起こり、この部分で空気の乱流を一層促進させることができる。
つまり、吸い込まれた空気は、一方の保水材３０ａの空気流通路５２から他方の保水材３０ｂの空気流通路５２に流れた時に大きく傾斜角度が変化し、そのため、空気の流れが不規則となり、空気の乱流を一層促進させて、水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。

すなわち、外気の吸い込み方向の途中（本実施形態では約半分の位置）で空気流通路５２の傾斜角度を変えていることで、空気の流れが不規則となり、空気の乱流を一層促進させて、水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。
そのため、気化式空気冷却装置１１内において空気流通路５２の傾斜角度が変わらない特許文献３の場合と比べて、保水材本体３１の空気の吸い込み方向の寸法、つまり、保水材本体３１の厚みを厚くする必要がなく、保水材本体３１の厚みを薄くすることができる。したがって、室外機１と建物の壁面との距離があまり無い場合でも本発明の補助冷却装置１０を設置することが可能となる。また、保水材本体３１の厚みを薄くすることができるので、保水材本体３１のコストを安価にすることができる。特に、保水材本体３１を紙材で構成しているので、特に安価で保水材本体３１を製作することができる。

また、両保水材３０ａ、３０ｂで構成される保水材本体３１は、途中で空気流通路５２の傾斜角度を変えていることで、室外機１側からの音が空気流通路５２内で乱反射される形となり、そのため、防音性を高めることができる。

このように、補助冷却装置１０の保水材本体３１にて冷却された空気により凝縮器３の温度上昇を防止して、凝縮器３の効率を上げることができる。また、補助冷却装置１０を循環する水は、保水材本体３１で蒸発した分だけ補給するものであり、水回収装置１３で水位が低下した場合にフロート弁２１の作用により、蒸発した分の水量のみ補給される。そのため、ランニングコストも低く抑えることができる。

図１０は、一方の保水材３０ａの空気流通路５２の傾斜角度は図９の場合と同じ約３０°とし、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度を約２０°または２５°とした場合を示している。この図１０では保水材３０ａの空気流通路５２の傾斜角度を上昇させ、保水材３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度を下降させた場合である。
この実施形態でも、吸い込んだ空気は保水材本体３１の途中で不規則に変化して空気の乱流を一層促進させ、図９の場合と同様の効果を奏する。

図１１は、一方の保水材３０ａの空気流通路５２の傾斜角度を約３０°とし、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度を約３５°とした場合である。かかる場合、保水材本体３１の途中での空気流通路５２の傾斜角度の変化は少ないものの、両保水材３０ａ、３０ｂの当接している空気流通路５２の開口面が上下、左右方向にずれているために、全体としては、保水材本体３１の途中での空気の乱流は促進される。
この実施形態でも、吸い込んだ空気は保水材本体３１の途中で不規則に変化して空気の乱流を一層促進させ、図９の場合と同様の効果を奏する。

図１２は、一方の保水材３０ａの空気流通路５２のピッチを、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２のピッチより大きくしたものである。かかる場合でも、吸い込んだ空気は保水材本体３１の途中で不規則に変化して空気の乱流を一層促進させ、図９の場合と同様の効果を奏する。
すなわち、保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂのうち、いずれかの保水材３０ａの空気流通路５２のピッチを、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２のピッチとは異ならせていることで、吸い込まれた空気は、一方の保水材３０ａの空気流通路５２から他方の保水材３０ｂの空気流通路５２に流れた時に空気の流れが不規則となり、空気の乱流を一層促進させて、水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。

ここで、一方の保水材３０ａの空気流通路５２のピッチ、つまり空気流通路５２の幅を例えば、１０ｍｍとし、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２のピッチ、つまり空気流通路５２の幅を例えば５ｍｍとしている。空気流通路５２のピッチの寸法は特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。

図１３は、両保水材３０ａ、３０ｂの間に空間部４０を設けた場合を示している。一方の保水材３０ａの空気流通路５２に吸い込まれた空気は、空間部４０に流れた際に空気の流れが不規則となり、空気の流れを一層促進させ、さらに、空間部４０から他方の保水材３０ｂの空気流通路５２に吸い込まれた際に、空気の流れが不規則となり、空気の流れを一層促進させ、これにより、保水材本体３１での水を効率的に気化させることができ、空気を一層冷却させることができる。
このように、前記空間部４０により空気の乱流を一層促進させることができ、先の実施形態と同様の効果を奏する。

ところで、上記各実施形態においては、保水材本体３１の他方の保水材３０ｂを構成している多数の波板材５１に通称クーリングパッドを構成している部材を用いていたが、これに限られるものではない。
例えば、保水材３０ｂを構成している波板材５１を、鉄、アルミニウム、銅などの熱伝導率の良い性質を持った部材で構成するようにしても良い。すなわち、保水材本体３１の一方の保水材３０ａを潜熱冷却器として作用せしめ、他方の保水材３０ｂを顕熱冷却器として作用せしめるようにしたものである。

本実施形態における保水材本体３１の保水材３０ａは、保水性が高い素材（図４に示す波板材５１）を用いて、波板材５１で保水した水の潜熱で吸い込まれた空気の温度を下げることを目的としているが、飽和水蒸気圧になると、水は気化、蒸発しなくなる。
そこで、本実施形態では、保水材本体３１の他方の保水材３０ｂの波板材５１の材料を熱伝導率の高い素材、例えば、鉄、アルミニウム、銅、あるいは紙材からなるベース基材の片面又は両面にシート状のアルミ材を貼合した素材を用いたものであり、かかる熱伝導率の高い素材からなる波板材５１にて保水材３０ｂを構成するようにしている。

この熱伝導率の高い素材で構成した保水材３０ｂを、保水材３０ａの風下側に配置し、保水材３０ａの波板材５１に水を流下させ、熱伝導率の高い波板材５１は、冷却された温度により素材全体（波板材５１全体）の温度を下げ、また、波板材５１の波形形状により冷却面積を広くすることで、伝導率の悪い通過空気の温度を効率良く下げることができる。

図１４は、熱伝導率の高い素材の波板材５１の一例を示している。この波板材５１は形状自体は図４に示すのと同じであるが、素材を変えたものであり、紙材からなるベース基材６０と、このベース基材６０の両面にシート状のアルミ材６１を貼合して形成したものである。
かかる場合には、材料自体は安価であるので、波板材５１のコストを安価にすることができ、また、波板材５１の構成部材は、紙材からなるベース基材６０と、シート状のアルミ材６１であるので、波板材５１を軽量化することができる。
なお、図１４では、ベース基材６０の両面にアルミ材６１を貼合した場合を示しているが、ベース基材６０の一方の面にだけアルミ材６１を貼合するようにしても良い。

また、図１５は、上記の熱伝導率の高い素材で構成した波板材５１に多数の穴６２を穿孔したものである。この波板材５１に穴６２を多数穿孔していることで、穴６２を介して水が流下し、そのため、波板材５１は効率良く冷却されて、波板材５１全体の温度を下げ、波板材５１に穴６２をあけない場合と比べて、伝導率の悪い通過空気の温度を一層効率良く下げることができる。

図９〜図１３において、保水材３０の空気流通路５２の傾斜角度を２０°、２５°、３０°、３５°等種々のものを用いていたが、これらの傾斜角度を有する空気流通路５２を組み合わせて保水材本体３１を構成することができるのはもちろんである。また、左右の保水材３０の空気流通路５２の傾斜角度を種々組み合わせて保水材本体３１を構成するようにしても良い。
また、図９〜図１２に示す実施形態において、図１３に示す空間部４０を設けて保水材本体３１を構成するようにしても良い。

ところで、上記各実施形態においては、保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度を垂直方向で規定していたが、水平方向において組み合わせることができる。図１６は保水材本体３１の平面図を示し、上記各実施形態における保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２を示している。図中下側から外気が吸い込まれるものであり、保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２は外気の吸い込み方向と同じ方向である。

図１７では、一方の保水材３０ａの空気流通路５２の水平方向に所定の角度で傾斜させ、他方の保水材３０ｂの空気流通路５２の水平方向における傾斜角度を保水材３０ａの空気流通路５２の傾斜角度より小さくした場合である。
図１８は、一方の保水材３０ａの水平方向における傾斜角度を左方へ傾けさせ、他方の保水材３０ｂの水平方向における傾斜角度を右方へ傾けさせたものである。

保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の水平方向における左右の傾斜角度は、約２０°〜約３５°の範囲で任意に設定でき、これらを組み合わせることで、吸い込んだ空気を乱流させるのに一層促進させることができる。
このように、保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の傾斜角度を水平方向、垂直方向に種々組み合わせることで、水平方向、垂直方向へと空気の流れが一層不規則となり、空気の乱流を一層促進させることができる。

ここで、保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の水平方向、垂直方向の傾斜角度を約２０°〜３５°としているが、傾斜角度を２０°以下とした場合は、空気の乱流が起こりにくく、また、傾斜角度を３５°以上とした場合は、圧力損失が大きくなって空気の吸い込みが悪くなるからである。したがって、保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の水平方向、垂直方向の傾斜角度は約２０°〜３５°とするのが好適例である。
このように、保水材本体３１の保水材３０ａ、３０ｂの空気流通路５２の垂直方向や水平方向の傾斜角度は、約２０°〜３５°の範囲としているので、空気が吸い込まれる際に圧力損失が生じずに、スムーズに吸い込まれて空気の乱流を促進させることができる。

なお、上記各実施形態において、保水材本体３１の構成を２枚の保水材３０ａ、３０ｂとして説明したが、空気流通路５２の水平方向、垂直方向の傾斜角度が異なる３枚あるいは４枚の保水材３０で構成するようにしても良い。

３ 凝縮器
１０ 補助冷却装置
１１ 気化式空気冷却装置
１２ 排水管
２５ 排水樋
２６ 排水溝
３０ 保水材
３０ａ 保水材
３０ｂ 保水材
３１ 保水材本体
３２ 傾斜面
４０ 空間部
５１ 波板材
５２ 空気流通路
６０ ベース基材
６１ アルミ材
６２ 穴

Claims (10)

1. 室外に設置される凝縮器（３）の風上側に所定の厚みを有する保水材本体（３１）を前記凝縮器（３）に近接して配置し、前記保水材本体（３１）に水を流下させ、前記保水材本体（３１）により前記水が気化する際の潜熱を利用して吸い込んだ空気を冷却し、この冷却された吸い込み空気にて前記凝縮器（３）を冷却させる凝縮器の補助冷却装置であって、
   前記保水材本体（３１）は、空気の吸い込み方向に複数層の保水材（３０ａ）（３０ｂ）で構成されており、
   前記保水材本体（３１）の一方の保水材（３０ａ）は、空気の吸い込み方向における垂直方向に所定の傾斜角度で上昇や下降する空気流通路（５２）を上下方向及び左右方向に連続して多数有しており、
   前記他方の保水材（３０ｂ）は、空気の吸い込み方向における垂直方向に所定の傾斜角度で下降または上昇する空気流通路（５２）を上下方向及び左右方向に連続して多数有しており、
   前記一方の保水材（３０ａ）の空気流通路（５２）の傾斜角度と、前記他方の保水材（３０ｂ）の空気流通路（５２）の傾斜角度とは異なる傾斜角度とし、
   前記保水材（３０ａ）（３０ｂ）の両空気流通路（５２）を介して空気を通過させて該空気を冷却するようにしていることを特徴とする凝縮器の補助冷却装置。
2. 前記一方の保水材（３０ａ）の空気流通路（５２）と、前記他方の保水材（３０ｂ）の空気流通路（５２）とは略対向して配置されており、
   前記一方の保水材（３０ａ）の空気流通路（５２）の傾斜角度を下降または上昇する傾斜角度とし、前記他方の保水材（３０ｂ）の空気流通路（５２）の傾斜角度を上昇または下降する傾斜角度としていることを特徴とする請求項１に記載の凝縮器の補助冷却装置。
3. 前記保水材本体（３１）の保水材（３０ａ）（３０ｂ）のうち、いずれかの保水材（３０ａ）の空気流通路（５２）のピッチを、他方の保水材（３０ｂ）の空気流通路（５２）のピッチとは異ならせていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の凝縮器の補助冷却装置。
4. 前記保水材本体（３１）の両保水材（３０ａ）（３０ｂ）の間に空間部（４０）を設けていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却装置。
5. 前記保水材本体（３１）の一方の保水材（３０ａ）の空気流通路（５２）は、空気の吸い込み方向における水平方向に所定の傾斜角度を有しており、
   前記他方の保水材（３０ｂ）の空気流通路（５２）は、空気の吸い込み方向における水平方向に所定の傾斜角度を有しており、
   前記一方の保水材（３０ａ）の空気流通路（５２）の水平方向の傾斜角度と、前記他方の保水材（３０ｂ）の空気流通路（５２）の水平方向の傾斜角度とは異ならせていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却装置。
6. 前記保水材本体（３１）の他方の保水材（３０ｂ）を構成している波板材（５１）を、鉄、アルミニウム、銅などの熱伝導率の良い性質を持った部材で構成していることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却装置。
7. 前記波板材（５１）を、紙材からなるベース基材（６０）と、このベース基材（６０）の片面又は両面に貼合されるシート状のアルミ材（６１）とで構成していることを特徴とする請求項６に記載の凝縮器の補助冷却装置。
8. 前記他方の保水材（３０ｂ）を構成している波板材（５１）に、多数の穴（６２）を穿孔していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の凝縮器の補助冷却装置。
9. 前記保水材本体（３１）の保水材（３０ａ）（３０ｂ）の空気流通路（５２）の垂直方向や水平方向の傾斜角度は、約２０°〜３５°の範囲としていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却装置。
10. 前記保水材本体（３１）は、２層の保水材（３０ａ）（３０ｂ）で構成し、前記保水材（３０ａ）（３０ｂ）の下面を内側に上昇して傾斜する傾斜面（３２）とし、
    断面を略コ字型にした排水樋（２５）の底部の上面に前記保水材（３０ａ）（３０ｂ）を配置し、
    前記保水材（３０ａ）（３０ｂ）から流下した水を前記排水樋（２５）を介して排水するようにしていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却装置。

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