JP6572811B2 - 熱交換部材及び熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は、熱交換部材及び熱交換器に関する。

室内空気の冷却と省エネルギーとを両立させるための装置として、水の気化を利用した熱交換器が知られている。例えば、特許文献１には、水の気化を利用した熱交換器の一例が記載されている。特許文献１に示されているように、伝熱部材を介して隔てられた２つの流路のうち一方の流路を室内空気が通過し且つ他方の流路に冷却用空気（外気）及び水が供給されることで、室内空気が冷却される。

特開２０１５−１６１４５６号公報

室内空気の冷却効率を向上させるためには、単位時間当たりに流路に流入する冷却用空気及び気化する水の量がより多いことが好ましい。しかしながら、冷却用空気及び水が流れる流路を単に大きくすると、装置全体が大型化する。このため、大型化を抑制でき且つ冷却効率を向上させることができる熱交換器が望まれている。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、大型化を抑制でき且つ冷却効率を向上させることができる熱交換部材及び熱交換器を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る熱交換部材は、冷却用空気及び水が通過する第１流路と被冷却空気が通過する第２流路とを隔てるための隔壁、及び前記第１流路に面する前記隔壁の内側表面から突出し且つ前記第１流路の流れ方向に沿うインナーフィンを備える中空部材と、前記隔壁の外側表面から突出するアウターフィンと、を備え、前記中空部材は、前記流れ方向で上流側の端面に傾斜面を備え、前記傾斜面における前記インナーフィンの先端側の端部は、前記傾斜面における前記インナーフィンの根本側の端部よりも前記流れ方向で下流側に位置する。

第１流路にインナーフィンが設けられることで、気化蒸発表面積の拡大が図られる。入口に傾斜面が設けられることで、中空部材は、冷却用空気及び水を内側に取り込みやすくなる。また、入口に傾斜面が設けられることで、水がインナーフィンの先端まで行き渡りやすい。これにより、インナーフィンの先端でも水が気化する。すなわち、インナーフィンの表面積が水の気化に有効利用される。これにより、第１流路の幅を大きくしなくても、被冷却空気の冷却が促進される。したがって、熱交換部材は、大型化を抑制でき且つ冷却効率を向上させることができる。

本発明に係る熱交換部材の望ましい態様として、前記隔壁は、前記流れ方向で上流側の端部に、前記内側表面及び前記外側表面の両方が前記冷却用空気及び水に接し且つスリットを有する露出部を備えることが好ましい。

これにより、熱交換部材は、中空部材の端面の開口及びスリットの２種類の開口を備えることになる。中空部材の端面の開口及びスリットは、互いに異なる高さに位置し、且つ互いに異なる方向に開口している。これにより、冷却用空気の流れる方向が変化する場合又は給水時に水が中空部材の外側に飛散した場合であっても、中空部材は、冷却用空気及び水を内側に取り込みやすい。このため、気化する水量が増え、被冷却空気の冷却効率が向上する。

本発明に係る熱交換部材の望ましい態様として、前記内側表面及び前記インナーフィンの表面は、凹凸面であることが好ましい。

凹凸面により第１部材及び第２部材の表面積が大きくなる。さらに、凹凸面に付着した水が毛細管現象により広範囲に広がるので、水の気化が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。

本発明に係る熱交換部材の望ましい態様として、前記内側表面及び前記インナーフィンの表面に、親水性が付与されていることが好ましい。

これにより、内側表面及びインナーフィンの表面に付着した水の接触角が小さくなり、水が拡散し易くなる。すなわち、内側表面及びインナーフィンの表面が濡れやすくなる。これにより、水の膜が薄くなり広がりやすいので、水の気化が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。

本発明に係る熱交換部材の望ましい態様として、前記内側表面及び前記インナーフィンの表面に、アルミニウム合金ろう材及びフッ化物系フラックスを含むスラリーが塗布され、且つ焼付けされていることが好ましい。

これにより、第１流路に供給された水がアルミニウム合金ろう材とフッ化物系フラックスの焼付けされた表面に浸透する。このため、内側表面及びインナーフィンの表面に保持される水の量が多くなる。さらに、フラックスの焼付けされた表面によって水が広範囲に広がるので、水の気化が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。

本発明に係る熱交換部材の望ましい態様として、前記アウターフィンは、アルミニウム合金ろう材を介して前記外側表面に接合されていることが好ましい。

これにより、中空部材とアウターフィンとの間の熱伝導が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。また、アウターフィンを中空部材に接合させる作業が容易となる。

本発明に係る熱交換部材の望ましい態様として、前記中空部材は、前記隔壁の一部及び前記インナーフィンの一部を含む第１部材と、前記隔壁の一部及び前記インナーフィンの一部を含み且つ前記第１部材に連結される第２部材と、を備えることが好ましい。

中空部材が第１部材及び第２部材を備えることで、第１部材及び第２部材を組み立てる前にアウターフィンを第１部材及び第２部材のそれぞれに取り付けることができる。このため、熱交換部材の組み立てが容易である。また、中空部材の内側に親水性部材の塗布又はスラリーの塗布等が施される場合、第１部材及び第２部材を組み立てる前に塗布することが可能である。このため、親水性部材又はスラリー等を塗布する作業が容易である。

本発明に係る熱交換部材の望ましい態様として、前記隔壁及び前記インナーフィンは、一体であり且つアルミニウム合金押出形材であり、前記アウターフィンは、アルミニウム合金であることが好ましい。

これにより、熱交換部材の熱伝導率が向上し且つ軽量になる。さらに、熱交換部材のリサイクルが容易になる。また、隔壁及びインナーフィンが一体であり且つアルミニウム合金押出形材であることにより、寸法精度が向上しやすい。このため、中空部材が複数部材（第１部材及び第２部材）で構成される場合、複数部材の嵌め合わせが容易である。

本発明に係る熱交換器は、熱交換部材を複数備え、複数の前記熱交換部材は、隣り合う前記熱交換部材の前記アウターフィン同士が対向するように並べられており、前記隔壁で隔てられた前記第１流路及び前記第２流路を備える。

熱交換器１には、熱交換効率の高い熱交換部材が複数用いられている。したがって、熱交換器は、大型としなくても冷却効率を向上させることができる。

本発明によれば、大型化を抑制でき且つ冷却効率を向上させることができる熱交換部材及び熱交換器を提供することができる。

図１は、本実施形態に係る熱交換器を示す模式図である。 図２は、本実施形態に係る熱交換器を示す斜視図である。 図３は、本実施形態に係る熱交換器を示す正面図である。 図４は、本実施形態に係る熱交換器を示す側面図である。 図５は、本実施形態に係る熱交換器を示す平面図である。 図６は、本実施形態に係る熱交換部材を示す平面図である。 図７は、図３におけるＡ部拡大図である。 図８は、本実施形態に係る中空部材を示す平面図である。 図９は、図８におけるＢ部拡大図である。 図１０は、図８におけるＣ−Ｃ断面図である。 図１１は、図８におけるＤ矢視図である。

本発明を実施するための実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、一部の構成要素は用いられない場合もある。

（実施形態）
図１は、本実施形態に係る熱交換器を示す模式図である。本実施形態に係る熱交換器１は、空調対象空間９０内の空気（以下、被冷却空気という）を冷却するための装置である。空調対象空間９０は、例えばインターネットデータセンター（ＩＤＣ）又は商業施設建屋等である。熱交換器１は、第１ダクト９１及び第２ダクト９２で空調対象空間９０と接続されている。第１ダクト９１は、被冷却空気を熱交換器１に導くためのダクトである。第２ダクト９２は、熱交換器１を通過した被冷却空気を空調対象空間９０に導くためのダクトである。

熱交換器１は、例えば屋外１００に配置されている。すなわち、熱交換器１は外気（以下、冷却用空気という）に曝されている。例えば、冷却用空気は、屋外１００の風によって熱交換器１に流入する。また、熱交換器１は屋内にあって、送風機等によって外気等の冷却用空気が熱交換器１に流入させられてもよい。また、熱交換器１は、水供給装置８０から水を受け取ることができる。水供給装置８０は、例えば水を貯留するためのタンク及びタンクに貯留された水を熱交換器１に向かって噴霧する噴霧装置を備える。これにより、熱交換器１には、冷却用空気及び水が供給される。熱交換器１は、被冷却空気を冷却し、被冷却空気から受け取った熱を冷却用空気によって屋外１００に排出する。

図２は、本実施形態に係る熱交換器を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係る熱交換器を示す正面図である。図４は、本実施形態に係る熱交換器を示す側面図である。図５は、本実施形態に係る熱交換器を示す平面図である。図２から図５に示すように、熱交換器１は、ケース２と、複数の熱交換部材３と、を備える。

図２に示すように、ケース２は、上蓋２１と、下蓋２２と、横蓋２３と、横蓋２４と、を備える。上蓋２１、下蓋２２、横蓋２３及び横蓋２４のそれぞれは、例えば、アルミニウム合金製の板材が折り曲げられることで形成されている。上蓋２１、下蓋２２、横蓋２３及び横蓋２４のそれぞれにおいて、長手方向に対して垂直な平面で切ったときの断面は、例えば略Ｕ字状である。例えば、上蓋２１は、下蓋２２に対して鉛直方向で上方に配置されている。以下の説明において、鉛直方向での上方は単に上方と記載され、鉛直方向での下方は単に下方と記載される。上蓋２１は、横蓋２３の一端と横蓋２４の一端とを連結している。下蓋２２は、上蓋２１と平行に配置されており、且つ横蓋２３の他端と横蓋２４の他端とを連結している。すなわち、上蓋２１、下蓋２２、横蓋２３及び横蓋２４により矩形が形成されている。図４に示すように、ケース２の正面側に第１ダクト９１が接続されており、ケース２の背面側に第２ダクト９２が接続されている。

図２から図５に示すように、第１ダクト９１から第２ダクト９２に向かう方向を＋Ｘ方向とし、横蓋２４から横蓋２３に向かう方向を＋Ｙ方向とし、上蓋２１から下蓋２２に向かう方向を＋Ｚ方向とする。図２に示す冷却用空気及び水の流れ方向ＤＦ１は、＋Ｚ方向である。図２に示す被冷却空気の流れ方向ＤＦ２は、＋Ｘ方向である。

熱交換部材３は、被冷却空気から冷却用空気へ熱を伝達させるための部材である。複数の熱交換部材３は、横蓋２３と横蓋２４との間で、互いに平行に並べられている。熱交換部材３は、ケース２に支持されている。具体的には、熱交換部材３は、上蓋２１及び下蓋２２に支持されている。熱交換器１の冷却能力は、熱交換部材３の数に依存する。熱交換器１に必要とされる冷却能力に応じて熱交換部材３の数は適宜調節される。

図６は、本実施形態に係る熱交換部材を示す平面図である。図７は、図３におけるＡ部拡大図である。図６及び図７に示すように、熱交換部材３は、中空部材４と、アウターフィン６と、を備える。図６に示すように、複数の熱交換部材３は、隣り合う熱交換部材３のアウターフィン６同士が対向するように並べられている。

図６に示すように、中空部材４は、第１部材４１と、第２部材４２と、を備える。第１部材４１及び第２部材４２は、例えばアルミニウム合金押出形材である。また、第１部材４１及び第２部材４２は、例えば互いに同じ形状を有する。平面視において、第１部材４１の外形は、第２部材４２の外形に対して点対称である。第１部材４１の接合用突起４１３が第２部材４２の接合用突起４２４に引っ掛かり、且つ第２部材４２の接合用突起４２３が第１部材４１の接合用突起４１４に引っ掛かることで、第１部材４１と第２部材４２とが連結されている。このように、第１部材４１と第２部材４２とが連結されることで、筒状の中空部材４が形成されている。中空部材４の内側には、冷却用空気及び水が通過する第１流路Ｆ１が形成されている。図７に示すように、中空部材４の外側（隣接する中空部材４の間）には、被冷却空気が通過する第２流路Ｆ２が形成されている。また、中空部材４は、図２に示す上蓋２１及び下蓋２２を貫通している。すなわち、中空部材４の上端は上蓋２１よりも上方にあり、中空部材４の下端は下蓋２２よりも下方にある。

図６に示すように、第１部材４１は、隔壁４１１と、複数のインナーフィン４１２と、を備える。隔壁４１１は、第１流路Ｆ１と第２流路Ｆ２とを隔てる部材である。隔壁４１１のうち水の気化が生じる表面（内側表面４１１ｂ）の裏面（外側表面４１１ａ）に被冷却空気が接することで、被冷却空気が冷却される。インナーフィン４１２は、隔壁４１１の内側表面４１１ｂから突出する部材である。インナーフィン４１２の長手方向は、第１流路Ｆ１の流れ方向ＤＦ１に沿っている。すなわち、インナーフィン４１２の長手方向は、Ｚ方向に沿っている。また、複数のインナーフィン４１２は、例えば、互いに平行且つ等間隔に配置されている。インナーフィン４１２により第１部材４１の表面積が大きくなるので、冷却用空気と第１部材４１との間の熱伝達が促進される。

第２部材４２の隔壁４２１は、第１部材４１の隔壁４１１に対して、隔壁４１１に対する直交方向（Ｙ方向）におけるインナーフィン４１２の長さの２倍よりも大きい間隔を空けて配置されている。隔壁４２１の内側表面４２１ｂから突出するインナーフィン４２２は、第１部材４１のインナーフィン４１２に対して、隔壁４１１に対する直交方向（Ｙ方向）で対向している。このため、インナーフィン４１２の先端とインナーフィン４２２の先端との間には、隙間が形成されている。インナーフィン４２２により第２部材４２の表面積が大きくなるので、冷却用空気と第２部材４２との間の熱伝達が促進される。

図６及び図７に示すように、アウターフィン６は、例えばアルミニウム合金等で形成されたコルゲートフィンである。アウターフィン６は、例えば中空部材４の両側に取り付けられている。アウターフィン６は、第１部材４１の外側表面４１１ａ及び第２部材４２の外側表面４２１ａから突出している。具体的には、図７に示すように、第１部材４１に取り付けられるアウターフィン６は、第１部材４１の外側表面４１１ａにアルミニウム合金ろう材６０を介して接合されている。第２部材４２に取り付けられるアウターフィン６は、第２部材４２の外側表面４２１ａにアルミニウム合金ろう材６０を介して接合されている。具体的には、アルミニウム合金ろう材６０においては、銅が２３質量％以上３７質量％以下含まれ、シリコンが４質量％以上１０質量％以下含まれ、残部がアルミニウムであることが好ましい。また、アウターフィン６は、複数の孔６１を備える。これにより、第２流路Ｆ２の被冷却空気の流れが複雑になるので、被冷却空気とアウターフィン６との間の熱伝達が促進される。例えば、隣り合う熱交換部材３のアウターフィン６同士の間には、隙間が設けられている。すなわち、隣り合う熱交換部材３のアウターフィン６同士が接しないように、複数の熱交換部材３が配置されている。

図８は、本実施形態に係る中空部材を示す平面図である。図９は、図８におけるＢ部拡大図である。図１０は、図８におけるＣ−Ｃ断面図である。図１１は、図８におけるＤ矢視図である。

図９に示すように、隔壁４１１の内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面は、凹凸面である。言い換えると、隔壁４１１が凸部４１１ｐを備え、インナーフィン４１２が凸部４１２ｐを備えている。凸部４１１ｐの厚さＴ２は、隔壁４１１の厚さＴ１よりも小さい。具体的には、例えば厚さＴ１が約０．８ｍｍであって、厚さＴ２が約０．２ｍｍである。また、凸部４１２ｐの厚さＴ４は、インナーフィン４１２の厚さＴ３よりも小さい。具体的には、例えば厚さＴ３が約０．８ｍｍであって、厚さＴ４が約０．２ｍｍである。

隔壁４１１の内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面には、親水性が付与されている。親水性の付与は、例えば親水性塗料の塗布等により行われる。すなわち、隔壁４１１の内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面には、親水性塗料が塗布されている。例えば、親水性材料は、分散粒子径が５ｎｍ以上１００ｎｍ以下のコロイダルシリカと、少なくともカルボン酸ポリマーを含む水溶性ポリマーと、水とで組成される。コロイダルシリカ及び水溶性ポリマーの固形分の重量比は、３０：７０から７０：３０までの範囲である。コロイダルシリカ及び水溶性ポリマーの合計含有量は、４重量％以上２０重量％以下である。水溶性ポリマーに含まれるカルボン酸ポリマー中のカルボキシル基の含有量は、２０重量％以上６３重量％以下である。親水性材料は、全体のｐＨ値が１以上５以下である水性親水性付与剤であることが好ましい。親水性材料は、隔壁４１１の内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面の少なくとも一部に直接又は耐蝕性下地皮膜を介して、固形分付着量が０．３ｇ／ｍ^２以上１．５ｇ／ｍ^２以下になるように塗布された後、加熱乾燥される。

隔壁４１１の内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面には、親水性塗料に代えて、アルミニウム合金ろう材及びフッ化物系フラックスを含むスラリーが塗布され、且つ焼付けされていてもよい。焼付けとは、対象物を加熱することによって融着させることを意味する。例えば、スラリーが塗布された第１部材４１が加熱された空間に所定時間置かれることで、スラリーが焼付けされる。例えば、スラリーに含まれるアルミニウム合金ろう材においては、銅が２３質量％以上３７質量％以下含まれ、シリコンが４質量％以上１０質量％以下含まれ、残部がアルミニウムであることが好ましい。フッ化物系フラックスは、固形分として１１質量％以上のフッ化セシウムを含むＫ−Ｃｓ−Ａｌ−Ｆ系のフッ化物系非腐食性フラックスであることが好ましい。焼付け温度は５４０℃以上５６０℃以下が好ましい。

第２部材４２においても、隔壁４２１の内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面には、親水性塗料が塗布されている。もしくは、隔壁４２１の内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面には、アルミニウム合金ろう材及びフッ化物系フラックスを含むスラリーが塗布され、且つ焼付けされている。第２部材４２に塗布される親水性塗料及びスラリーは、第１部材４１に塗布される親水性塗料及びスラリーと同じである。

図１０に示すように、第１部材４１は傾斜面４１５を備える。傾斜面４１５は、第１部材４１において流れ方向ＤＦ１で上流側（−Ｚ方向）の端面に設けられている。すなわち、傾斜面４１５は、第１部材４１上端部に設けられている。傾斜面４１５におけるインナーフィン４１２の先端側の端部４１６は、傾斜面４１５におけるインナーフィン４１２の根本側の端部４１７よりも流れ方向ＤＦ１で下流側（＋Ｚ方向）に位置する。すなわち、傾斜面４１５は、端部４１６が端部４１７よりも流れ方向ＤＦ１で下流側（＋Ｚ方向）に位置するように傾斜している。例えば、傾斜面４１５が流れ方向ＤＦ１に対する直交平面となす角度θ１は、３０度以上６０度以下であることが好ましく、より好ましくは４５度である。

図１０に示すように、第２部材４２は傾斜面４２５を備える。傾斜面４２５は、第２部材４２において流れ方向ＤＦ１で上流側（−Ｚ方向）の端面に設けられている。すなわち、傾斜面４２５は、第２部材４２上端部に設けられている。傾斜面４２５におけるインナーフィン４２２の先端側の端部４２６は、傾斜面４２５におけるインナーフィン４２２の根本側の端部４２７よりも流れ方向ＤＦ１で下流側（＋Ｚ方向）に位置する。すなわち、傾斜面４２５は、端部４２６が端部４２７よりも流れ方向ＤＦ１で下流側（＋Ｚ方向）に位置するように傾斜している。例えば、傾斜面４２５が流れ方向ＤＦ１に対する直交平面となす角度θ２は、３０度以上６０度以下であることが好ましく、より好ましくは４５度である。例えば、角度θ２は角度θ１と同じである。

図１０及び図１１に示すように、隔壁４１１は露出部４１１ｅを備える。露出部４１１ｅは、流れ方向ＤＦ１で上流側（−Ｚ方向）の端部に配置されている。露出部４１１ｅにおいては、内側表面４１１ｂ及び外側表面４１１ａの両方が冷却用空気及び水に接する。すなわち、露出部４１１ｅは、上蓋２１よりも上方に配置されている。露出部４１１ｅは、スリット４１９を備える。スリット４１９は、例えば図１１に示すように矩形の穴である。例えば、隔壁４１１の短手方向（Ｘ方向）の長さＬ１が約１２０ｍｍであって、スリット４１９の長手方向（Ｘ方向）の長さＬ２が約１１０ｍｍであって、スリット４１９の短手方向（Ｚ方向）の長さＬ３が約７ｍｍである。

図１０に示すように、隔壁４２１は露出部４２１ｅを備える。露出部４２１ｅは、流れ方向ＤＦ１で上流側（−Ｚ方向）の端部に配置されている。露出部４２１ｅにおいては、内側表面４２１ｂ及び外側表面４２１ａの両方が冷却用空気及び水に接する。すなわち、露出部４２１ｅは、上蓋２１よりも上方に配置されている。露出部４２１ｅは、スリット４２９を備える。スリット４２９は、スリット４１９と同様の矩形の穴である。

なお、第１流路Ｆ１の流れ方向ＤＦ１は、必ずしも鉛直方向に沿っていなくてもよい。例えば流れ方向ＤＦ１は、鉛直方向に対して角度をなしていてもよいし、水平方向に沿っていてもよい。

なお、冷却用空気は、必ずしも屋外の風によって第１流路Ｆ１に供給されなくてもよい。例えば、熱交換器１が冷却用空気を搬送するためのファンを備えており、ファンによって冷却用空気が第１流路Ｆ１に供給されてもよい。

なお、水供給装置８０は、必ずしも噴霧装置を備えていなくてもよい。例えば、水供給装置８０は、第１流路Ｆ１に対して水を滴下してもよい。水供給装置８０による熱交換器１への水の供給方式は、噴霧方式であってもよいし、滴下方式であってもよいし、その他の方式であってもよい。

なお、中空部材４は、必ずしも第１部材４１及び第２部材４２を備えていなくてもよい。例えば、中空部材４は、筒状のアルミニウム合金押出形材等の単一部材で構成されていてもよい。このような場合、中空部材４としての単一部材が、隔壁４１１、インナーフィン４１２、隔壁４２１及びインナーフィン４２２を備える。

なお、第１部材４１及び第２部材４２には、必ずしも親水性塗料又はスラリーが塗布されていなくてもよい。ただし、第１部材４１及び第２部材４２には、親水性塗料又はスラリーが塗布されていることが好ましい。

なお、隣り合う熱交換部材３のアウターフィン６同士の間には、必ずしも隙間が設けられていなくてもよい。すなわち、隣り合う熱交換部材３のアウターフィン６同士が接していてもよい。例えば熱交換器１を組み立てる時に隣り合う熱交換部材３のアウターフィン６同士が干渉する場合、アウターフィン６を変形させながら熱交換器１が組み立てられてもよい。

なお、スリット４１９及びスリット４２９は、必ずしもそれぞれ１つずつでなくてもよい。すなわち、露出部４１１ｅが複数のスリット４１９を備えていてもよいし、露出部４２１ｅが複数のスリット４２９を備えていてもよい。

以上で説明した通り、熱交換部材３は、中空部材４と、アウターフィン６と、を備える。中空部材４は、冷却用空気及び水が通過する第１流路Ｆ１と被冷却空気が通過する第２流路Ｆ２とを隔てるための隔壁４１１及び隔壁４２１と、第１流路Ｆ１に面する隔壁４１１の内側表面４１１ｂから突出し且つ第１流路Ｆ１の流れ方向ＤＦ１に沿うインナーフィン４１２と、第１流路Ｆ１に面する隔壁４２１の内側表面４２１ｂから突出し且つ第１流路Ｆ１の流れ方向ＤＦ１に沿うインナーフィン４２２と、を備える。アウターフィン６は、隔壁４１１の外側表面４１１ａ及び隔壁４２１の外側表面４２１ａから突出する。中空部材４は、流れ方向ＤＦ１で上流側の端面に傾斜面４１５及び傾斜面４２５を備える。傾斜面４１５におけるインナーフィン４１２の先端側の端部４１６は、傾斜面４１５におけるインナーフィン４１２の根本側の端部４１７よりも流れ方向ＤＦ１で下流側に位置する。傾斜面４２５におけるインナーフィン４２２の先端側の端部４２６は、傾斜面４２５におけるインナーフィン４２２の根本側の端部４２７よりも流れ方向ＤＦ１で下流側に位置する。

傾斜面４１５及び傾斜面４２５が設けられることで、中空部材４は、冷却用空気及び水を内側に取り込みやすくなる。特に、水がインナーフィン４１２及びインナーフィン４２２の先端まで行き易くなる。これにより、インナーフィン４１２及びインナーフィン４２２の先端でも水が気化する。すなわち、インナーフィン４１２及びインナーフィン４２２の全表面積が水の気化に有効利用される。これにより、第１流路Ｆ１の幅を大きくしなくても、被冷却空気の冷却が促進される。したがって、熱交換部材３は、大型化を抑制でき且つ冷却効率を向上させることができる。

また、熱交換部材３においては、隔壁４１１は、流れ方向ＤＦ１で上流側の端部に、内側表面４１１ｂ及び外側表面４１１ａの両方が冷却用空気及び水に接し且つスリット４１９を有する露出部４１１ｅを備える。隔壁４２１は、流れ方向ＤＦ１で上流側の端部に、内側表面４２１ｂ及び外側表面４２１ａの両方が冷却用空気及び水に接し且つスリット４２９を有する露出部４２１ｅを備える。

これにより、熱交換部材３は、中空部材４の端面の開口及びスリット４１９（スリット４２９）の２種類の開口を備えることになる。中空部材４の端面の開口及びスリット４１９（スリット４２９）は、互いに異なる高さに位置し、且つ互いに異なる方向に開口している。これにより、冷却用空気の流れる方向が変化する場合又は給水時に水が中空部材４の外側に飛散した場合であっても、中空部材４は、冷却用空気及び水を内側に取り込みやすい。このため、気化する水量が増え、被冷却空気の冷却効率が向上する。

また、熱交換部材３においては、内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面は、凹凸面である。内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面は、凹凸面である。

凹凸面により第１部材４１及び第２部材４２の表面積が大きくなる。さらに、凹凸面に付着した水が毛細管現象により広範囲に広がるので、水の気化が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。

また、熱交換部材３においては、内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面に、親水性塗料が塗布されている。内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面に、親水性塗料が塗布されている。

これにより、内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面（内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面）に付着した水の接触角が小さくなり、水が拡散し易くなる。すなわち、内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面（内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面）が濡れやすくなる。これにより、水の膜が薄くなりやすいので、水の気化が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。

また、熱交換部材３においては、内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面に、親水性塗料に代えて、アルミニウム合金ろう材及びフッ化物系フラックスを含むスラリーが塗布され、且つ焼付けされていてもよい。内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面に、親水性塗料に代えて、アルミニウム合金ろう材及びフッ化物系フラックスを含むスラリーが塗布され、且つ焼付けされていてもよい。

これにより、第１流路Ｆ１に供給された水がスラリーの焼付けされた表面に浸透する。このため、内側表面４１１ｂ及びインナーフィン４１２の表面（内側表面４２１ｂ及びインナーフィン４２２の表面）に保持される水の量が多くなりやすい。さらに、スラリーの焼付けされた表面によって水が広範囲に広がるので、水の気化が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。

また、熱交換部材３においては、アウターフィン６は、アルミニウム合金ろう材６０を介して外側表面４１１ａに接合されている。アウターフィン６は、アルミニウム合金ろう材６０を介して外側表面４２１ａに接合されている。

これにより、中空部材４とアウターフィン６との間の熱伝導が促進される。このため、被冷却空気の冷却効率が向上する。また、アウターフィン６を中空部材４に接合させる作業が容易となる。

また、熱交換部材３においては、中空部材３は、隔壁４１１及びインナーフィン４１２を含む第１部材４１と、隔壁４２１及びインナーフィン４２２を含み且つ第１部材４１に接合される第２部材４２と、を備える。

中空部材３が第１部材４１及び第２部材４２を備えることで、第１部材４１及び第２部材４２を組み立てる前にアウターフィン６を第１部材４１及び第２部材４２のそれぞれに取り付けることができる。このため、熱交換部材３の組み立てが容易である。また、中空部材３の内側に親水性塗料の塗布又はスラリーの塗布が施され且つ焼付け等が施される場合、第１部材４１及び第２部材４２を組み立てる前に塗布することが可能である。このため、親水性部材又はスラリー等を塗布する作業が容易である。

また、熱交換部材３においては、隔壁４１１及びインナーフィン４１２は、一体であり且つアルミニウム合金押出形材である。隔壁４２１及びインナーフィン４２２は、一体であり且つアルミニウム合金押出形材である。アウターフィン６は、アルミニウム合金である。

これにより、熱交換部材３の熱伝導率が向上し且つ軽量になる。さらに、熱交換部材３のリサイクルが容易になる。また、隔壁４１１及びインナーフィン４１２（隔壁４２１及びインナーフィン４２２）が一体であり且つアルミニウム合金押出形材であることにより、寸法精度が向上しやすい。このため、中空部材４が複数部材（第１部材４１及び第２部材４２）で構成される場合、複数部材の嵌め合わせが容易である。

熱交換器１は、熱交換部材３を複数備える。複数の熱交換部材３は、隣り合う熱交換部材３のアウターフィン６同士が対向するように並べられている。隔壁４１１及び隔壁４２１で隔てられた第１流路Ｆ１及び第２流路Ｆ２を備える。

熱交換部材３は、第１流路Ｆ１に設けられたインナーフィン４１２、インナーフィン４１２に設けられた凹凸面、及びインナーフィン４１２に付与された親水性により、気化冷却で効率的に被冷却空気が冷却される。熱交換器１には、熱交換効率の高い熱交換部材３が複数用いられている。したがって、熱交換器１は、大型としなくても冷却効率を向上させることができる。

１ 熱交換器
１００ 屋外
２ ケース
２１ 上蓋
２２ 下蓋
２３、２４ 横蓋
３ 熱交換部材
４ 中空部材
４１ 第１部材
４１１ 隔壁
４１１ａ 外側表面
４１１ｂ 内側表面
４１１ｅ 露出部
４１１ｐ 凸部
４１２ インナーフィン
４１２ｐ 凸部
４１３、４１４ 接合用突起
４１５ 傾斜面
４１６、４１７ 端部
４１９ スリット
４２ 第２部材
４２１ 隔壁
４２１ａ 外側表面
４２１ｂ 内側表面
４２１ｅ 露出部
４２２ インナーフィン
４２３、４２４ 接合用突起
４２５ 傾斜面
４２６、４２７ 端部
４２９ スリット
６ アウターフィン
６１ 孔
８０ 水供給装置
９０ 空調対象空間
９１ 第１ダクト
９２ 第２ダクト
ＤＦ１、ＤＦ２ 流れ方向
Ｆ１ 第１流路
Ｆ２ 第２流路

Claims (9)

1. 冷却用空気及び水が通過する第１流路と被冷却空気が通過する第２流路とを隔てるための隔壁、及び前記第１流路に面する前記隔壁の内側表面から突出し且つ前記第１流路の流れ方向に沿うインナーフィンを備える中空部材と、
   前記隔壁の外側表面から突出するアウターフィンと、
   を備え、
   前記中空部材は、前記流れ方向で上流側の端面に傾斜面を備え、
   前記傾斜面における前記インナーフィンの先端側の端部は、前記傾斜面における前記インナーフィンの根本側の端部よりも前記流れ方向で下流側に位置する
   熱交換部材。
2. 前記隔壁は、前記流れ方向で上流側の端部に、前記内側表面及び前記外側表面の両方が前記冷却用空気及び水に接し且つスリットを有する露出部を備える
   請求項１に記載の熱交換部材。
3. 前記内側表面及び前記インナーフィンの表面は、凹凸面である
   請求項１又は２に記載の熱交換部材。
4. 前記内側表面及び前記インナーフィンの表面に、親水性が付与されている
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換部材。
5. 前記内側表面及び前記インナーフィンの表面に、アルミニウム合金ろう材及びフッ化物系フラックスを含むスラリーが塗布され、且つ焼付けされている
   請求項１から３のいずれか１項に記載の熱交換部材。
6. 前記アウターフィンは、アルミニウム合金ろう材を介して前記外側表面に接合されている
   請求項１から５のいずれか１項に記載の熱交換部材。
7. 前記中空部材は、前記隔壁の一部及び前記インナーフィンの一部を含む第１部材と、前記隔壁の一部及び前記インナーフィンの一部を含み且つ前記第１部材に連結される第２部材と、を備える
   請求項１から６のいずれか１項に記載の熱交換部材。
8. 前記隔壁及び前記インナーフィンは、一体であり且つアルミニウム合金押出形材であり、
   前記アウターフィンは、アルミニウム合金である
   請求項１から７のいずれか１項に記載の熱交換部材。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の熱交換部材を複数備え、
   複数の前記熱交換部材は、隣り合う前記熱交換部材の前記アウターフィン同士が対向するように並べられており、
   前記隔壁で隔てられた前記第１流路及び前記第２流路を備える熱交換器。