JPS5924788B2 - 散水蒸発式熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は散水蒸発式の熱交換器に係るものであり、加
熱された水を充填材回着くは密閉型熱交換器表面に散水
し、外気と接触させて、これを蒸発させ、この気化の潜
熱によって、この散水された水目体若しくはこの水と密
閉型熱交換器中を流れる流体を冷却する。

従って気化した水は空気と共に送風機によって、外部に
排出されるため、飽和蒸気に近いこれらの気体は外部の
温度の低い大気に接触して、蒸気成分は凝縮して目に見
えるいわゆる可視蒸気とな杉、視界を悪＜シ、この蒸気
にネオン灯や、その他信号灯等が映え、夜間においては
火災と誤認し、消防車の誤出動を招くこともあり、この
ような可視蒸気の発生は極力さけなければならない。

この種の可視蒸気の発生の防止策としては、既に第１図
、第２図に示すように散水蒸発式熱交換器の排気側に乾
式のヒーターを設けた装置や、第３図、第４図に示すよ
うに散水蒸発式熱交換器の外気取出口とは別個の外気側
取入口よシ吸入した外気を加熱器によって加熱し、これ
を散水蒸発式熱交換器を通過した湿度の高い空気とを混
合径外部へ排気している。

ところが第１図、第２図に示すものにおいては、排気空
気の湿度が変らず単に温度が上昇するだけであシ、また
第３図、第４図においては外気を若干加熱したものを混
合したものであり、これらの公知の装置によって、排気
されたものが外気によ、′１って冷却されたとき、第５
図、第６図に示す韮うにＡ２の湿度及び温度の空気がＡ
１の湿度及び温度の状態に変化するときの履歴線は飽和
湿度線から大幅に離反することがない。

従って、若干の外気温の変動や、散水温度の変化によっ
ては可視蒸気が発生する。

よってこの履歴線を飽和湿度線から大幅に離反させるに
は、散水蒸発式の熱交換器を通過後の空気を大幅に加熱
するか、若しくは湿度の低い空気を大量に混合する必要
があるが、このために熱エネルギーを余分に必要とし、
この装置全体としては効率の悪いものとなシ、シかも排
気温度が上昇し過ぎ、周囲が危険でもあるし、これらの
装置を特定の地域に多数設置した場合はその地域の気象
条件を変化させるおそれもあり、好ましくない。

この発明は、これらの欠点を、外部から、エネルギーを
供給することなく、排気空気の湿度を大幅に低下させて
可視蒸気が全く発生及び発生の虞れがないようにしたも
のである。

この発明は、散水蒸発式熱交換器の排気部には、該熱交
換器と並列に外気取入ダクトが設けてあり、これら排気
部と外気取入ダクトとは共通の排気ダクトに接続してあ
り、前記排気部と外気取入ダクトのそれぞれの気体通路
にヒートパイプの両端部が位置させて装備しであること
を特徴とする散水蒸発式熱交換器である。

この明細書においてヒートパイプとは密閉された金属管
の内壁に毛細管構造物、例えば焼結多孔金属管、スクリ
ーンメツシュ、無機質繊維等を貼付若しくは一体に形成
し、金属管内部において蒸発と凝縮の二相変化が可能で
潜熱が大きく、浸透性のよい流体のみが封入されている
ものを言い、金属管としてはそのま＼でもよいが外部に
ヒレを多数取付けたものを一般には使用し、内部に封入
されている流体の例としては、窒素、プロパンアンモニ
ア、メタノール、或は水などが挙げられる。

今この発明の代表的な二、三の実施態様を図示のものに
ついて説明する。

第７図乃至第１２図にそれぞれ示すものであって、これ
ら各図において、１０は外筐であシ、この中には散水蒸
発式の熱交換器１１が装備され、この排気部１２には、
前記熱交換器１１と並列に外気取入ダクト１３が設けて
あり、これらは共通の排気ダクト１４に接続され、この
排気ダクトには送風機１５が装備されている。

前記排気部１２と排気ダクト１４の部分に数本よりなる
ヒートパイプ１６の両端部（約半分弱の長さ）がそれぞ
れ位置するように設けてあシ、排気部１２と排気ダクト
１４の温度差を熱交換するものである。

ヒートパイプ１６の一例としては第１３図に示すような
ものであって、熱良導性の金属パイプ１７の内壁面には
毛細管構造層１８が形成して、内部を真空にして内部に
アンモニア又はメタノールを材中密封したもので外周面
には多数のヒレ２４を固着して、熱交換効率を高めてい
る。

前述の第７図、第８図、第１０図、第１１図のものにお
いては散水蒸発式の熱交換器は、冷却すべき温水が通る
コイル１９よシなる密閉型熱交換器の外面に更に冷却水
を散水させて、これに外気を接触させてこの接触熱と気
化の潜熱によって冷却する型式のものであり、第９図、
第１２図のものは、金製樹脂製の凹凸板を多数枚平行に
設けて、充填材１９を形成し、これに直接冷却すべき温
水を散水して、これに外気を接触させて、この接触熱と
気化の潜熱によって冷却する型式のものであり、また第
７図、第８図は散水とこれを冷却する空気とを向流式で
あり、第８図、第９図、第１１図、第１２図は交流式と
なっており、この発明においては、これらの型式は何れ
でもよく、特に限定はない。

以上のように構成しているこの発明の装置において、こ
の装置を運転すると、外気は外筐１０の外気取入口２０
より吸い込まれた空気は、散水蒸発式の熱交換器１１部
によって、散水装置２１より散水された水と接触させ、
これとの接触伝導と、水の一部が気化するときの潜熱に
よって、散水された水自体、若しくはこの水とコイル１
９中を流れる温水を冷却し、空気は蒸発した水を含む湿
度及び温度の高い飽和蒸気に近い状態となって上昇シ、
排気部１２においてヒートパイプ１６と接触して、冷却
され、空気中に含まれた水分は凝縮して、ヒートパイプ
１６の表面に附着し、滴下する。

このヒートパイプ１６の排出部１２による吸熱効果の結
果、外気取入ダクト１３に連なるヒートパイプ１６の他
端は外気温よりも高くなり、これより吸込まれる空気は
若干加熱されて、ヒートパイプ１６の内端部で温度及び
湿度の低下した空気と混合され送風機１５によって外部
に湿度の低い空気となって放出される。

この発明の構成及び作用は叙上の通りであシ、この発明
の効果を第１４図の絶対湿度と温度の関係を示すグラフ
について説明すれば外気が湿度及び温度がＡ１の状態で
あったとすると散水蒸発式の熱交換器１１を通過するこ
とによって湿度及び温度の高いＡ３の状態となるが、ヒ
ートパイプ１６の内端側と接触することによって、この
表面で水分の一部は凝縮して附着し、この空気の湿度は
除去され湿度が低下すると同時にヒートパイプ１６の内
端側に接触する接触伝導によって、温度も同時に低下し
、Ａ、の状態となる。

次に外気取入ダクト１３より吸引されたＡ１の状態の空
気はヒートパイプ１６の外端側と接触することによって
、湿度はそのま＼であるが、温度が高くなったＡ、の状
態となって吸入され、外筐１０の上部において、Ａ４の
状態の空気とＡ、の状態の空気とは混合されＡ６の状態
となシ放出される。

従って放出されたＡ６の状態の空気がＡ１の状態に戻る
履歴線は第１４図の状態のように飽和湿度線よシ大きく
離反した状態となり、若干の外気の湿度や温度差及び冷
却すべき温水などの温度差があっても、この履歴線Ａ６
Ａｔは飽和湿度線と交叉したり接近したりするこみ
なく、従って１−ＩＪ′視蒸気とならない効果を有する
。

殊にこの装置においてはピー１〜パイプ１６を用いただ
けで、外部より別個の熱エネルギーを供給する必要なく
、この発明全体の熱交換効率には何らの影響を与えない
。

また装置自体の大きさも従来のものと同一かもしくは大
差がない。

これら装置には第１０図、第１２図に示すように、補助
的に送風機１５のすぐ搬入側に更に排気温度を高めるヒ
ータ２２を取付けたり、第１１図に示すように外気取入
ダクト１３のヒートパイプよりも、下流にヒーター２３
を設けてもこの発明としては代りがない。

これらヒーター２２，２３を付加したときは、第１５図
のＡ７の状態又はＡ。

の状態で排気され可視蒸気の発生を防止する効果を更に
高める。

唯、設備費、及び空気流路に邪魔物が増加し、通風損失
が大きくなる欠点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係るものを示すものであって、第１図
乃至第４図は従来公知の可視蒸気発生防止付ヒーターを
備えた熱交換器であって、第１図。 第２図は向流型熱交換器にヒーターを直列にした装置の
縦断正面図、第３図は交流型熱交換器にヒーターを並列
に装備した装置の縦断正面図、第４図は交流型熱交換器
にヒーターを並列に装備した装置の縦断正面図、第５図
は第１図、第２図の従来例の装置の空気の状態変化を示
すグラフ、第６図は第３図、第４図の従来例の装置の空
気の状態変化を示すグラフ、第７図乃至第１２図はそれ
ぞれこの発明の実施態様の縦断正面図、第１３図はヒー
トパイプの一部縦断拡大正面図、第１４図は第６図乃至
第８図に示すこの発明の装置の空気の状態変化を示すグ
ラフ、第１５図は第１０図乃至第１２図に示すこの発明
の装置の空気の状態変化を示すグラフである。 図中、符号１０・・・外筐、１１・・・熱交換器、１２
・・・排気部、１３・・・外気取入ダクト、１４・・・
排気ダクト、１５・・・送風機、１６・・叱−トパイプ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 散水蒸発式熱交換器の排気部には、該熱交換器と並
   列に外気取入ダクトが設けてあり、これら排気部と外気
   取入ダクトとは共通の排気ダクトに接続してあシ、前記
   排気部と外気取入ダクトのそれぞれの気体通路にヒート
   パイプの両端が位置させて装備しであることを特徴とす
   る散水蒸発式熱交換器。