JPS599039B2 - 気体冷却装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、冷凍装置の寒冷と熱交換して冷却された撥
水液を充てん層に散布し、充てん物表面における撥水液
膜と空気との熱交換によって、霜の生成を抑制しつつ低
温の空気等を得る気体冷却装置であり特に業務用冷蔵庫
に適したものである。

従来の低温用空気冷却器としては、プレートフィン形の
熱交換器の管内に冷媒を流し、管外面とプレートフィン
面で空気と熱交換させ、空気を冷却する構成が通常であ
る。

この形式の空気冷却器では空気温度を５℃以下に冷却す
る場合、伝熱面はＯ℃以下になるのが普通である。

この条件下で且つ空気の露点が伝熱面温度より高い場合
には空気中の水分が伝熱面上に凝固して霜層が形成する
。

この霜層は漸次成長し通風抵抗が増大し同時に空気と冷
媒間の熱抵抗を増大させるので、これらの空気冷却器は
除霜機構を備え、一定時間毎に空気冷却器の運転を停止
し除霜運転を行わなければならない。

除霜運転を避け空気冷却器を連続的に運転する方法とし
て熱交換器にブラインとして用いられているエチレング
リコールを散布し霜の生成を阻止するブライン散布方式
がある。

この方式は、空気冷却器、冷凍装置、ブライン濃縮装置
より成る。

空気冷却器の熱交換器に散布されたブラインは、冷凍装
置よりの冷媒によって冷却された熱交換器の伝熱面上で
冷却され、同時に被冷却空気と熱交換して空気を冷却す
る。

ブラインはエチレングリコール等の水溶液であり、吸水
性があるため、この熱交換過程で水分を吸収する。

濃縮装置は、この薄められたブラインを濃縮するもので
、通常ヒータによる加熱、及びブラインを噴霧状に散布
して通風空気と接触させることによって濃縮を行なって
いる。

このブライン散布方式では、空気冷却器は熱交換器とし
ての特性を満たすためにプレートフィン形か多管式を採
用するのが普通である。

プレートフィン形の場合、伝熱面をブラインで完全に濡
らすのは容易でなく、散布ブライン量は極めて多量とな
る。

多管式の場合は必要伝熱面積を確保することが困難で空
気冷却器の寸法が大きくなる欠点があった。

又、ブラインは水分吸収により物性値が変化する。

ブラインの散布量は、空気冷却器の構成材料によっても
変化するが、特にブラインの粘性による変化が大きい。

その為、本装置は運転条件によって冷却能力が変化する
。

同様にして濃縮装置の能力も変化し、空気冷却装置とし
ての制御が複雑になる。

又、濃縮装置として加熱ヒータが不可欠である。

特に空気中の水分が多くなった時には、このヒータ電力
は装置全体の電力に対し無視出来ぬ量となる。

本発明は、冷凍装置の寒冷により冷却された撥水液を充
てん層に散布することによって、空気冷却器を撥水液と
空気の直接熱交換のみを考慮したコンパクトな構造にす
ること、および撥水液を散布することによって消費電力
が少なく安定した性能を持つ空気冷却器を得ようとする
ものである。

以下第１図に示す本発明の一実施例を詳しく説明する。

第１図に於で、１１は撥水液散布装置、１２は空気と撥
水液間の熱交換を行なう充てん層で、金属板、金鋼、ハ
ニカムなど熱交換に必要な面積を有し空気抵抗が小さい
ものを用いることができる。

充てん層では撥水液と空気間の直接接触による熱交換を
行なうので、充てん層の材質の熱伝導性は問題にならず
、撥水液との耐触性、濡れ性を考慮して安価なプラスチ
ック等を用いることもできる。

１３は空気中の撥水液を補集する空隙の大きな金鋼など
で作られたエリミネータである。

１４は撥水液槽、１６は吸込ダクトである。

１８は撥水液を循環させるポンプである。

而して、１１，１２，１３，１４，１６．１８は空気冷
却器１０を構成している。

２０は分離装置で、熱回収用熱交換器２１、ポンプ２２
、空気を送るブロアーよりなる。

３０は冷凍装置で、圧縮器３１、膨脹弁３２、熱交換器
３３を有する。

撥水液はポンプ１８によって撥水液槽１４より取り出さ
れ、熱交換器１９において冷却され撥水液散布装置１１
に送られ散布される。

散布された撥水液は充てん層１２の表面を滴下し、充て
ん物表面で空気と熱交換し撥水液槽１４にたまる。

空気中の水蒸気は、充てん層１２での冷却過程で凝縮し
、撥水液槽１４へ落下する。

撥水液槽１４は通常防熱が施されているので、撥水液槽
１４内の撥水液の温度上昇は少ない、そのため落下した
水分は氷状のものが得られ、油と水の比重差により氷状
水分ないしは氷状水分の多い撥水液が撥水液槽１４の下
部にたまる。

撥水液散布装置１１への取出管を、撥水液槽１４の上部
より取出すことにより、充てん層１２へ散布する撥水液
は、常に、水分を含まない状態になり、撥水液の性質は
常に一定となる。

′このようにして安定した性能を持つ空気冷却器が実現
される。

同様にして、分離装置２０へ導く取出管は撥水液槽１４
の下部より取出すことにより効率の良い油水分離が実現
される。

分離装置２０は強制的に空気を通風して油水を分離する
浮上法が有効である。

撥水液としてはナフテン系の油が本装置に有効な性質を
持っている。

一般に油は粘度が高く充てん層等固体に散布するには困
難と考えられている。

特に低温に於では粘度は急激に高くなると考えられてい
るが、ナフテンリッチに精製されたもの（一例として高
圧絶縁油、冷凍機油（ＩＧＳ）等）は低温においても充
分な流動性を持ち、又水に対する安定性も高いことがわ
かった。

第２図に各種流体の動粘性係数の温度依存性を示す。

尚、前記実施例では、油水分離装置は浮上法を用いると
したが、遠心分離法等本方法を含む現用技術が適用出来
る。

又、空気冷却器において、空気流の方向は撥水液散布方
向と逆方向にしたが、順方向、直角方向としても良い。

以上述べたように本発明は低温用空気冷却器において、
霜の生成を抑制した構造を持つもので除霜運転を必要と
しない。

かつ現在実用化されているブライン散布方式に比べて、
充てん層の構成材質、形状に対する制限がほとんどなく
任意の材料を用い極めてコンパクトな構造となること、
また装置の制御が簡単な、かつ消費電力の少ない気体冷
却装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は流体
の動粘性係数の温度依存性を示す特性図である。 図において、１０は空気冷却器、１１は撥水液散布装置
、１２は充てん層、１３はエリミネータ、１４は撥水液
槽、１５はファン、１６は吸込ダクト、１７は吐出ダク
ト、１８はポンプ、１９は熱交換器、２０は分離装置、
２１は熱交換器、２２はポンプ、２３はブロアー、３０
は冷凍装置、３１は圧縮機、３２は膨脹弁、３３は熱交
換器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 撥水液を散布する撥水液散布装置と、この撥水液散
   布装置から散布された撥水液を受けこの撥水液と気体と
   の気液接触を行なう充てん層と、上記気液接触後の撥水
   液を受ける撥水液槽と、この撥水液槽内の撥水液を上記
   撥水液散布装置に供給する撥水液供給路と、冷凍装置の
   寒冷により上記撥水液を冷却する熱交換装置と、上記撥
   水液槽内の撥水液中の不純物を分離し除去する分離装置
   とを備えてなる気体冷却装置。