空气冷却装置及空气冷却方法 【技术领域】
本发明涉及高效率地冷却夏季等的高温空气的空气冷却装置及空气冷却方法。进一步详细地讲，涉及办公楼、医院、生产工厂的空气的空气冷却装置及空气冷却方法。
背景技术
现在用于办公楼和工厂等的空调的能量占日本能量消耗的30％以上，削减能量消耗成为紧急的课题。以前，办公楼和工厂等的循环空气和取入空气等可以采用将空气送往冷媒和冷却水流过的翅片盘管式热交换器，使其通过翅片盘管式热交换器而冷却的方法。但是，由于翅片盘管式热交换器相对被冷却空气量需要大量的冷却水，即液气比大，故为了使冷却水的循环泵等能正常的工作需要大量的电力，且压损大，进而，若水滴附着在翅片盘管上，水滴大大地妨碍热传导，热效率大幅下降。虽然作为除去附着的水滴的方法考虑了用送风等吹除的方法，但由于需要格外地吹风机等的设置空间和电力等，故从空间效率和节省电力的观点来看不理想。
在此，讨论作为气液接触装置使用斜行蜂窠体，把该斜行蜂窠体放置在箱体中而成的冷却单元大致水平地配置在垂直通道内或在上方弯曲的L形通道的垂直部内的空气冷却装置。作为使用该装置的空气冷却方法，例如可以从冷却单元的下方把空气供给斜行蜂窠体，同时，使水从冷却单元的上方沿斜行蜂窠体流下，使空气和水像对流那样接触就行。另外，所谓斜行蜂窠体是使多个波纹板相互斜交叉且层积得到的部件，一般从制造容易、安装简单等观点出发，外形可以采用大致的长方体。因此，在上述空气冷却装置中，冷却单元中的斜行蜂窠体的端面也包含下面开口部侧的端面，通常端面成整齐排列的形状。上述空气冷却装置由于使用气液接触效率高的斜行蜂窠体，若使用该装置冷却空气，可以期望冷却性能好，热效率高，液气比小，压损较小，节省空间和节省能量，进而实现低成本。
可是，在使用上述空气冷却装置冷却空气时，只要用于提高冷却效率的斜行蜂窠体的蜂窝尺寸变小，或为了降低冷却温度使流下的水量增加，在斜行蜂窠体下面开口部侧的端面上的一部分蜂窝上容易产生堵塞蜂窝整个面的半球状的水膜，因此容易阻碍蜂窝的通气及水的下流。所以，上述空气冷却装置根据斜行蜂窠体的蜂窝尺寸和水量等条件，存在所谓压力损失容易过分上升的问题。
因而，本发明的目的在于提供一种可望压损小、节省空间、节省能量，进而低成本的空气冷却装置及空气冷却方法。
【发明内容】
在这样的实际情况下，本发明者刻意进行研究的结果，是把斜行蜂窠体放置在相对的两面设有开口部的箱体中而成的冷却单元大致水平地配置在垂直通道内或上方弯曲的L形通道的垂直部内的装置，作为所述斜行蜂窠体是把上下方向的长度不同的两种以上的波纹板层叠，下面开口部侧的端面形成凹凸状，或在端面对齐的斜行蜂窠体的下面开口部侧的端面上使用接触除水装置那样配置的部件；作为所述冷却单元，只要使用上述斜行蜂窠体的上下两面间的厚度及各蜂窝的斜行角度在特定范围内的空气冷却装置，就能得到压损小、节省空间且节省能量，以至完成本发明。
即本发明(以下也称为第一发明)提供一种具有下述特征的空气冷却装置，其层迭多个波纹板而成，是把具有在层积的波纹板彼此的间隙中形成的蜂窝状空洞部的外观大致为长方体的斜行蜂窠体放置在只在相对的两个面上设有开口部的箱体中的装置，该空气冷却装置包括：冷却单元，其把所述的相对的两个面的开口部作为上面开口部和下面开口部，配置在通道内，使该上面开口部和下面开口部与空气的流动方向不平行，且该蜂窝状空洞部的长度方向的蜂窝方向相对于形成该相对的两面的开口部的面倾斜地配置；冷却水供给装置，其附设在所述冷却单元的上面开口部的上方，向该上面开口部供给冷却水；接水部，其附设在所述冷却单元的下面开口部的下方，回收从该冷却单元的下面开口部排出的排出水；送风装置，其向该冷却单元的下面开口部供给空气。所述斜行蜂窠体是由上下方向的长度不同的两种以上的波纹板层叠而成，下面开口部侧的端面形成由长度不同的波纹板的多个端面组成的凹凸形状。
本发明(以下也称为第二发明)提供一种具有下述特征的空气冷却装置，其层叠多个波纹板而成，是把具有在层迭的波纹板彼此的间隙中形成的蜂窝状的空洞部的大致为长方体的斜行蜂窠体放置在只在相对的两个面上设有开口部的箱体中的装置，该空气冷却装置包括：冷却单元，其把所述的相对的两个面的开口部作为上面开口部和下面开口部，配置在通道内，使上面开口部和下面开口部与空气的流动方向不平行，且该蜂窝状空洞部的长度方向的蜂窝方向相对于形成该相对的两面的开口部的面倾斜配置；冷却水供给装置，其附设在所述冷却单元的上面开口部的上方，向该上面开口部供给冷却水；接水部，其附设在所述冷却单元的下面开口部的下方，回收从该冷却单元的下面开口部排出的排出水；送风装置，其向该冷却单元的下面开口部供给空气。所述冷却单元进一步包括除水装置，其面方向大致成平行的分开配置，同时，该面方向大致垂直的配置的多个除水板固定在设于所述箱体的下面开口部或所述箱体的下方的框体内，所述除水板的上端部与所述斜行蜂窠体的下面开口侧的端面相接触而配置。
本发明提供一种空气冷却的方法，其特征是该方法使用前述空气冷却装置，把空气导入所述冷却单元的下面开口部，从上面开口部排出，同时，把冷却水供给冷却单元的上面开口部，从下面开口部排出。
本发明提供一种空气冷却的方法，其特征是该方法使用所述空气冷却装置，把空气从所述L形通道的水平部导入冷却单元的下面开口部，从上面开口部排出，同时，把冷却水从该L形通道的垂直部供给该冷却单元的上面开口部，从下面开口部排出。
本发明的空气冷却装置，由于其斜行蜂窠体是在上下方向上长度不同的两种以上的波纹板层迭，下面开口部侧的端面形成由长度不同的波纹板的多个端面组成的凹凸状的部件，故在使用该空气冷却装置冷却空气时，可以回避或大幅抑制在位于斜行蜂窠体的下面开口部侧的端面上的蜂窝上发生堵塞该蜂窝整个面的半球状的水膜。另外，本发明的空气冷却装置由于多个除水板与斜行蜂窠体的下面开口部侧的端面接触而配置，从斜行蜂窠体的下面开口部排出的水流经除水板后，平滑地流下。因此，在斜行蜂窠体的下面开口部的端面上可以抑制由于形成堵塞蜂窝那样的水膜和水滴等产生的压损过分的变大。因此，对于如办公楼和工厂等的取入的空气和循环空气等，用所谓斜行蜂窠体的简单结构可以期望减小压损、节省空间和能量，进而能降低成本。
【附图说明】
图1是表示本发明的空气冷却装置的第1实施方式的模式图。
图2是说明斜行蜂窠体的模式图。
图3是表示箱体的模式图。
图4是表示冷却单元的模式图。
图5是说明斜行角度的图。
图6是表示本发明的空气冷却装置的第2实施方式的模式图。
图7是表示在实施例1～3及比较例1中使用的尺寸的符号的意义的图。
图8是说明斜行蜂窠体的下面开口部侧的端面的凹凸形状的模式图。
图9是表示除水装置的模式图。
图10是表示除水装置的设置状态的模式图。
图11是表示形成除水装置的箱体的模式图。
【具体实施方式】
首先参照附图1对本第一发明的空气冷却装置的第一实施方式进行说明。图1是空气冷却装置的第一实施方式的模式图。在图1中，1a是空气冷却装置，2是冷却单元，5是水分散装置(冷却水供给装置)，6是接水盘(接水部)。另外，空气冷却装置1a装有上述以外、没有图示的送风装置。
冷却单元把斜行蜂窠体放置在箱体中形成的。参照图2及图8对斜行蜂窠体进行说明。图2是说明斜行蜂窠体3的模式图，图8是说明斜行蜂窠体3的下面开口部104侧的端面的凹凸形状的模式图。斜行蜂窠体3是多个波纹板20层迭而成的外形大致为长方体的蜂窠状物。波纹板20由上面开口部101-下面开口部104方向的长度比较长的长波纹板27和比长波纹板27短的短波纹板28两种组成，在长波纹板27和短波纹板28交互层叠的间隙中形成蜂窝状的空洞部。虽然由于蜂窝状空洞用波纹板20隔开，在波纹板20的层叠方向上实际上不可能通气，但在该层叠方向的垂直方向上的空气是能够流通的。在本发明中，层叠的长短两种长度的波纹板20中比较长的波纹板称为长波纹板27，比较短的波纹板称为短波纹板28。
斜行蜂窠体3的波纹板20的波峰部连接形成的能通气的蜂窝的进深方向(以下也称为“蜂窝方向”)40是长波纹板27的蜂窝(以下也称为“长蜂窝”)37的蜂窝方向(以下也称为“长蜂窝方向”)47在各长波纹板27中统一化后大致成为一个方向，且短波纹板28形成的蜂窝(以下也称为“短蜂窝”)38的蜂窝方向(以下也称为“短蜂窝方向”)48在各短波纹板28中统一化后大致成为一个方向。即在本发明中，斜行蜂窠体3是长蜂窝37全都向着大致相同的方向47，同时，短蜂窝38全都向着大致相同的方向48，且长蜂窝方向47和短蜂窝方向48成规定的角度交叉的蜂窠状物。另外，在本发明中长蜂窝37的蜂窝方向及短蜂窝38的蜂窝方向只要在作为波纹板可以成立的范围内即使不成为如上所述的大致相同的方向也可以，也允许有若干偏斜。
斜行蜂窠体3是相对与波纹板20平行的面垂直的上下前后四个面101～104构成蜂窝开口部，与波纹板20平行的两个面105和106用末端的波纹板23、23封闭形成的外形大致为长方体的物体。在本发明中，所谓蜂窝开口部是指在斜行蜂窠体3中长蜂窝37的断面和短蜂窝38的断面两者开口的面。即切断长蜂窝37或短蜂窝38平行的面的结果而产生的，只存在长蜂窝37或短蜂窝38中的一个的断面的面不是蜂窝开口部，这样形成的物体也不是斜行蜂窠体3。
斜行蜂窠体3的下面开口部104侧的端面如图8所示，形成由长波纹板27的端面连续而形成的凸部65和短波纹板28的端面连续而形成的凹部66组成的凹凸状，另外，斜行蜂窠体3的凸部65的端面和凹部66的端面之间的阶差的长度(图8中的符号Z)通常是5～30mm。通过把阶阶高差的长度设置在该范围内，就可以回避或大幅抑制在斜行蜂窠体3的开口部104侧的端面的蜂窝上产生堵塞蜂窝整个面的半球状的水膜。一方面若该长度不满5mm，由于水膜形成的抑制容易变得不充分，而超过30mm时由于水和空气的接触面积减少、冷却效率下降，每种情况都不理想。
斜行蜂窠体3的蜂窝高度即波形的峰和谷之间的峰高尺寸通常为3～10mm，最好是5～7mm。蜂窝的峰高尺寸若不满3mm，由于制造困难，且压力损失变大，不理想。若蜂窝的峰高尺寸超过10mm，由于冷却效率下降，也不理想。在斜行蜂窠体3中波纹板20形成的蜂窝中，相邻蜂窝的峰部彼此的间隔，即蜂窝间距通常为6～16mm，最好是7～10mm。
斜行蜂窠体3在作为冷却单元2设置时，通气方向43、44间的厚度(图4中的t)，即冷却单元2的通气方向是上下两面的情况下，上面开口部43和下面开口部44之间的尺寸，通常为100～600mm，最好是200～400mm。若该厚度不满100mm，由于冷却效率下降，不理想；若该厚度超过600mm，由于冷却效率不会上升到超过此厚度的效率、压力损失变大，不理想。这里，通气方向43、44间的厚度与上面开口部101-下面开口部104方向的长波纹板27的长度一致。上面开口部101-下面开口部104方向的短波纹板28的长度只是短了上述凹凸形状的阶差的长度Z。
在本发明中，当斜行蜂窠体3是单独的一个不满足上述尺寸范围的部件时，也可以把多个该斜行蜂窠体3组合在一起使其成为上述范围内的尺寸。这样，只要作为空气冷却装置使用斜行蜂窠体3，由于体积当量的热交换率比现在使用的翅片盘管高，故斜行蜂窠体3的尺寸可以变小，可减小装置的设置空间。进而，水的循环量与现有的翅片盘管的相比格外的少，也可以期望大幅度地节省能量。
上述斜行蜂窠体3层叠多个波纹板20而成。波纹板20若在表面上有凹凸，内部是多孔质的结构，由于基本单元的表面积增大，浸透到基本单元而流下的水和空气的接触面积提高，是理想的。作为这样的波纹板，可以举出由诸如氧化铝、二氧化硅及二氧化钛组成的群中选出的至少一种填充材料或结合材料及玻璃纤维、陶瓷纤维或氧化铝纤维等纤维基材组成的波纹板。其中混合二氧化钛的板由于清除化学污染物的效率提高是比较好的。另外，波纹板通常含有填充材料或结合材料为重量的60～93％，纤维基材为重量的7～40％，最好含有填充材料或结合材料为重量的70～88％，含纤维基材为重量的12～30％。只要波纹板的混合比率在该范围内，由于波纹板的水浸透性及强度高，是理想的。
波纹板20可以用公知的方法制造，例如，把用玻璃纤维、陶瓷纤维或氧化铝纤维制成的纸浸渍在把氧化铝溶胶等结合材料和氧化铝水合物等的填充材料混合成的浆液中后，干燥，进行波纹加工，之后进行干燥处理和热处理，除去水分和有机成分就能得到了。在除了氧化铝外还含有二氧化硅和二氧化钛等的情况下，例如相对于氧化铝的重量100，二氧化硅和二氧化钛的混合量的重量分别为5～40。另外，波纹加工例如可以举出使用众所周知的波纹板加工机，其在表面上形成沿径向振动的波纹形的凹凸的多个宽幅齿轮间通过，使平板在该波纹板加工机中通过的方法。
波纹板20的厚度通常为200～1000μm，最好是300～800μm。另外，波纹板的空隙率通常是50～80％，最好是60～75％。通过使空隙率在该范围内，由于波纹板可以实现比较好的浸透性，故斜行蜂窠体3可以提高空气和水的接触效率。该波纹板只要具有上述的厚度和空隙率，液气比及水的浸透速度就成为适度的范围，水和空气的接触效率提高，同时，强度变高，所以是理想的。
作为用波纹板20成形为斜行蜂窠体3的方法，可举出如首先把波纹板20裁断制作长波纹板27和短波纹板28，然后，配置长波纹板27和短波纹板28，使之形成后述的交叉角度，在把它们层叠的状态下插入箱体4中作成叠层体固定的方法。在层叠时，使上面开口部101侧的端面成为平坦的，只使下面开口部104侧的端面形成凹凸状。叠层体只要波纹板彼此之间固定就行，特别是波纹板彼此间不必粘接，把它们粘接时只要在峰部和谷部等粘接就可以。作为粘接波纹板的方法，可举出把氧化铝溶胶等无机粘接剂粘接在波纹板20的峰部并加压的方法。
在第1实施方式1a中，作为斜行蜂窠体，使用长波纹板和短波纹板交互层叠，下面开口部的端面形成由所述长波纹板的端面连续形成的凸部和所述短波纹板的端面连续形成的凹部组成的凹凸状的部件，但本发明中，斜行蜂窠体不限于该形态，只要是上下方向的长度不同的两种以上的波纹板层叠成的部件，下面开口部侧的端面形成由所述长度不同的波纹板的多个端面组成的凹凸状的部件，哪一种都可以使用。
作为这样的斜行蜂窠体，可以举出如作为上下方向的长度不同的波纹板，使用长波纹板、中波纹板及短波纹板三种波纹板，按该顺序，即长波纹板、中波纹板、短波纹板、长波纹板、中波纹板、短波纹板…的顺序层叠形成的斜行蜂窠体和按长波纹板、中波纹板、短波纹板、中波纹板、长波纹板、中波纹板、短波纹板…的顺序层叠形成的斜行蜂窠体，或使长波纹板、中波纹板及短波纹板的叠层顺序随机而层叠形成的斜行蜂窠体。在此，所谓中波纹板是指上下方向的长度在长波纹板和短波纹板之间的波纹板。由于其中前两者形成长波纹板、中波纹板、短波纹板那样的长度缓慢变化的部分，故在斜行蜂窠体的下面的除水槽是理想的。特别是按长波纹板、中波纹板、短波纹板、中波纹板、长波纹板、中波纹板、短波纹板…的顺序层叠形成的斜行蜂窠体由于长度缓慢地变化的部分与斜行蜂窠体3的下面连续的形成，在斜行蜂窠体的下面的除水槽更理想。在使用本发明的斜行蜂窠体中，上下方向的长度各异的波纹板的长度种类也可以为四种以上。
在本发明中，冷却单元2是把上述斜行蜂窠体3放置在规定形状的箱体4中而成的。本发明使用的箱体只在相对的两个面上设置开口部。图3表示在本发明中使用的箱体4的一个例子。在图3中，箱体4除了相对的两个面上的开口部43、44之外的四个面形成框体45，该框体45以不能通气及通水的方式形成。作为相对两面的开口部43、44的形状，只要收容的斜行蜂窠体3的蜂窝开口部能通气就行，没有特别限定，例如可以举出矩形、圆形等。作为箱体4的材料，没有特别限定，但最好是耐久性好、可溶于水的成分少的材料。作为这样的材料，可以举出诸如SUS、铝等金属、氯乙烯树脂等塑料。
图4表示在箱体4中放入斜行蜂窠体3而成的冷却单元2。在冷却单元2中，斜行蜂窠体3具有四面的蜂窝开口部101～104中的两面101、104与箱体的相对的两面的开口部43、44一致的被放置。即冷却单元2成为只能在箱体的相对的两面的开口部43、44之间通气及流下冷却水的结构。
空气冷却装置1a的上述冷却单元2把箱体4的相对的两个面的开口部43、44作为上面开口部43及下面开口部44大致水平地配置在垂直通道70内。在此，所谓垂直通道是至少配置有冷却单元的部分及其附近沿垂直方向延伸设置而成的通道，意味着被冷却空气的通气方向在通过冷却单元的前后的整个范围内，实质上是成为垂直方向形状的通道。另外，冷却单元2最好不存在冷却单元2和垂直通道70的内壁之间的间隙等，实际上做到空气及全部数量的冷却水都通过冷却单元2。
冷却单元2在设置时，斜行蜂窠体3的交叉角度通常为20～120°，最好是30～80°。交叉角度在上述范围内时，被冷却空气11及冷却水15的进入的相对斜行角度就容易变得在后述的适当的范围之内，被冷却空气11及冷却水15的接触效率，即被冷却空气11的冷却效率容易提高，是理想的。
参照图5对交叉角度进行说明。图5是冷却单元2的剖面放大后的模式图。在图5中，长蜂窝方向47和短蜂窝方向48交叉形成两个角度，其中在冷却单元2设置时开口部43、44之间的方向，即向通气方向侧展开的方向的角的角度(图5中的α)称为交叉角度。
空气冷却装置1a的冷却单元2在设置时，冷却单元2中的各蜂窝的斜行角度通常为30～80°，最好是45～70°。由于斜行角度在该范围内时，空气和水的接触效率高，且压损小，是理想的。这里，所谓斜行角度，是指在冷却单元2设置时，斜行蜂窠体3中的各蜂窝的蜂窝方向相对水平面而成的两个角度中取小值的一个角的角度。因此斜行角度不会超过90°。
参照图5对斜行角度进行说明。图5中，在长蜂窝方向47与水平面之间成斜行角度θ1(以下也把长波纹板27的斜行角度称为“长蜂窝斜行角度”)。而短蜂窝方向48与水平面之间成斜行角度θ2(以下也把短波纹板28的斜行角度称为“短蜂窝斜行角度”)。在本发明中所谓斜行角度是包含长蜂窝斜行角度θ1及短蜂窝斜行角度θ2双方的概念，在本发明中θ1及θ2都在上述的角度范围内。根据图5有如下的关系：α+θ1+θ2＝180°。
在空气冷却装置1a中，向冷却单元2的上面开口部43供给冷却水15的冷却水供给装置5设在该上面开口部43的上方。作为冷却水供给装置5的形态，没有特别的限定，例如可以举出诸如图1所示的只滴下水滴的一般的给水通道，以及没有图示的、在供水管上安装喷嘴，使冷却水15在斜行蜂窠体3的上面开口部43中分散供给的形态等。其中最好是在可以遍及大范围，以均匀的量使冷却水喷雾的供水管上安装喷嘴。另外，冷却水供给装置5最好是能调节水量的装置，使得可以供给冷却单元2的斜行蜂窠体3所需要的最低量的冷却水。
空气冷却装置1a在冷却单元2的下面开口部44的下方设有回收从该冷却单元2排出的排出水的接水部6。作为接水部6的形态没有特别限定，例如可以举出接水盘等。另外，也可以设置向接水部6以外排水的排出管61，不过排出管61的设置不是必须的。由于接水部6需要与冷却单元2的下面开口部44大致相同的面积，设置在下方的平坦部上，例如L形通道71的弯头底部75等上，由于在抑制压力损失的上升、节省空间等方面优秀，是理想的。
空气冷却装置1a具有向冷却装置2的下面开口部44供给空气的送风装置。送风装置没有图示，设置场所可以在冷却单元2的下面开口部44侧和上面开口部43侧的任一侧。作为送风装置可以举出如装有风扇等的送风机等。
空气冷却装置1a只要把接水部6和冷却水供给装置5通过没有图示的排出水冷却装置及循环泵连接，就可以把在冷却单元2中的斜行蜂窠体3中流下的用被冷却空气11加温的排出水16作为冷却水15再利用，这一点很理想。作为排出水冷却装置例如可以举出热交换器。
空气冷却装置1a准备与上述斜行蜂窠体3同样的斜行蜂窠体，把该斜行蜂窠体另外设置在冷却单元2的上面开口部43的上方并且在冷却水供给装置5的上方，由于若把该斜行蜂窠体作为没有图示的除雾装置使用，就可以抑制来自冷却单元2的上面开口部43的水滴飞散而混入冷却空气中，是理想的。另外，如果除雾装置与把斜行蜂窠体置入在箱体4中的冷却单元2有相同的形态的话，由于可以更有效地除去水滴，很理想。
接下来，参照图1对空气冷却装置1a的作用进行说明。首先，在冷却单元2的上面开口部43中从冷却供给装置5流下冷却水15。这时，适当调整冷却水15的供给水量，冷却单元2中的斜行蜂窠体3的整体就成为浸湿状态。然后，用没有图示的送风装置等把被冷却空气11从冷却单元2的下面开口部44沿图1中的箭头方向导入。冷却单元2中的斜行蜂窠体3内的蜂窝中，从上向下流下的冷却水15和从下向上被送入的被冷却空气11以对流的接触形态直接的气液接触，使被冷却空气11冷却，同时，被冷却空气11中存在化学污染物的情况下，该化学污染物等进入冷却水15。由热交换而加温并且根据情况进入了化学污染物的冷却水15从冷却单元2中的斜行蜂窠体3流下，中断后而成为排出水16，从下面开口部44向接水部6落下。此时，由于斜行蜂窠体3的下面开口部44侧的端面形成凹凸状，排出水16不会在下面开口部44侧的端面发生水膜，平滑地向接水部6流下，另一方面，由于从下面开口部44侧供给的空气也被平滑地导入斜行蜂窠体3内，压损小。另外，若接水部6中的排出水16做到通过排水管61，用没有图示的循环泵供给热交换器，冷却到规定的温度，再通过供水管51供给冷却水供给装置5，由于可以作为冷却水15再利用，是理想的。另一方面，从冷却单元2的上面开口部43可以得到被冷却后的冷却空气。
第1实施方式的空气冷却装置1a水平配置包含被冷却空气11和冷却水15直接接触的斜行蜂窠体3的冷却单元2，冷却单元2由于作成斜行蜂窠体3的厚度及斜行角度在规定范围内，而且斜行蜂窠体3的下面开口部44侧的端面形成了凹凸状，故可以期望压损小、冷却性能高、热效率好、液气比小、节省空间和能量，进而，降低成本。
下面，对第1发明的空气冷却方法的第1实施方式进行说明。该方法是使用空气冷却装置1a，把被冷却空气11导入冷却单元2的下面开口部44，从上面开口部43排出，同时，把冷却水15供给冷却单元2的上面开口部43，从下面开口部44排出的空气冷却方法。其作用与空气冷却装置1a所述的一样。
液气比，即供给冷却单元2的被冷却空气11的供给重量相对于供给冷却单元2的冷却水15的供给重量的比，液气比通常为0.3～1.5时，由于热交换效率及热交换速度的性能的平衡良好，是理想的。
在本发明中，作为被冷却空气11，没有特别的限定，也可以使用在清洁的空气中加入包含能通过高性能(ULPA)过滤器网眼的细微的化学污染物的空气。在此作为化学污染物可以举出诸如钠、钾、钙、硼等无机的金属元素，氟离子、氯化物离子、硝酸离子、亚硝酸离子、硫酸离子、亚硫酸离子、等阴离子类和铵离子等阳离子类等。
由于在此本第1发明中使用的空气冷却装置是被冷却空气和冷却水直接接触，通过把这些化学污染物溶进冷却水中，可以得到清洁的冷却空气。在被冷却空气中的化学污染物量多等情况下，根据需要，通过在接水部6和冷却水供给装置5之间能除去排出水中的化学污染物的装置，例如装有离子交换树脂等的纯化水装置，就能使冷却水保持清洁，是理想的。
下面参照图6对此本第1发明的空气冷却装置的第2实施方式1b进行说明。图6是空气冷却装置的第2实施方式1b的模式图。在第2实施方式的空气冷却装置1b中，在图6中对与图1相同的结构要素赋予相同的符号，并省略其说明，主要只对不同点进行说明。
在图6的空气冷却装置1 b中，与图1的空气冷却装置1a的不同点在于，在空气冷却装置1a中，冷却单元2大致水平地配置在垂直通道70内，接水部6设在冷却单元2的下面开口部44的下方，与此相对，在空气冷却装置1b中，冷却单元2大致水平地配置在上方弯曲的L形通道71的垂直部72内，接水部6设在该L形通道71的弯头底部75上。
空气冷却装置1b具有与第1实施方式的空气冷却装置1a大致相同的作用，但由于把冷却单元2水平地配置在L形通道71的垂直部72内，利用L形通道71必然有的弯头底部75设置接收从冷却单元2排出的排出水16的接水部6，比空气冷却装置1a在节省空间方面更优秀。由于使拐角部76向图中左侧方向后退，扩大L形通道71的垂直部72内的直径，在扩大了的空间中配置开口部43、44的面积变大的冷却单元2，冷却能力更优秀，是理想的。
接下来，对本第1发明的空气冷却方法的第2实施方式进行说明。该方法是使用空气冷却装置1b，把被冷却空气11导入冷却单元2的下面开口部44，从上面开口部43排出，同时，把冷却水15供给冷却单元2的上面开口部43，从下面开口部44排出的空气冷却方法。该方法与第1实施方式的方法的不同点在于在空气冷却方法的第1实施方式中，冷却单元2大致水平地配置在垂直通道70内，与此相对，在空气冷却方法的第2实施方式中，冷却单元2大致水平地配置在L形通道71的垂直部72内。空气冷却方法的第2实施方式与空气冷却方法的第1实施方式具有大致相同的作用，但由于冷却单元2大致水平地配置在L形通道71的垂直部72内，在节省空间方面更优越。
在空气冷却方法的第2实施方式中，供给冷却单元2的冷却水15的温度、供给冷却单元2的被冷却空气11的温度、液气比以及被冷却空气11的种类等与空气冷却方法的第1实施方式是相同的。
本发明的空气冷却装置不限于上述空气冷却装置1a或1b那样的通道方式，且也可以配置冷却单元，使蜂窝方向相对在箱体中的形成所述相对的两个面的开口部的面倾斜，以代替上述空气冷却装置1a或1b那样斜行蜂窠体的上下两个面间的厚度为100～600mm，各蜂窝的斜行角度为30～80°地进行配置。在该方式中，斜行蜂窠体的上下两个面间的厚度通常也为100～600mm，最好是200～400mm。在本方式中，所述蜂窝方向中，只要使一部分所述蜂窝状空洞部的蜂窝方向相对于形成所述相对的两个面的开口部的面以第1角度相交；其余部分的所述蜂窝状空洞部的蜂窝方向相对于该形成面以第2角度相交就行。第1角度相对于空气导入方向通常是30～80°，最好是45～70°的角；第2角度通常相对于空气导入方向为150～100°，最好是135～110°的角为好。
本发明的空气冷却装置及方法可以作为办公楼、医院、生产工厂的空气的空气冷却装置及方法使用。
下面，对第2发明的空气冷却装置进行说明。在该第2发明的空气冷却装置中，对与第1发明的空气冷却装置相同的结构要素省略其说明，主要对不同点进行说明。即在本第2发明的空气冷却装置中与本第1发明的空气冷却装置的不同点是斜行蜂窠体及冷却单元的结构。具体而言，本第2发明的空气冷却装置的斜行蜂窠体的下面开口部侧的端面是由长度相同的波纹板的多个端面组成，不呈凹凸状，其端面形状整齐，在斜行蜂窠体的下面开口部侧的端面上附设有特定结构的除水装置。
在该第2发明的空气冷却装置中，冷却单元2a把斜行蜂窠体放置在规定形状的箱体4中，进而装有除水装置8。参照图9对除水装置8进行说明。在图9中，除水装置8是多个除水板81固定在框体82上的部件，多个除水板81其表面方向大致平行的间隔配置，同时，该平面方向以大致成垂直方向来配置。除水装置8如图10所示，其上面开口部85与箱体4的下面开口部44的下方重叠地配置，进而，多个除水板81的上端部83与斜行蜂窠体3的下面开口部44侧的端面，即与蜂窝开口部104接触的来配置。在本发明中，所谓除水板81的上端部83与斜行蜂窠体3的下面开口部44侧的端面接触不仅意味着上端部83和该端面物理接触的情况，还包含即使在物理方面有若干间隔，在该装置运转时从该端面流下的水也能流经除水板81的上端部83而流下的情况。本发明由于冷却单元2a装有除水装置8，从斜行蜂窠体3的下面开口部44排出的水流经除水板81后顺畅地流下，故可以抑制在斜行蜂窠体3的下面开口部44的端面上形成堵塞蜂窝的水膜和水滴而导致的压损过分的变大。
除水板81垂直方向的长度，即水流下方向的长度，通常为5～20mm，最好为10～15mm。而除水板81彼此的间隔距离通常为3～20mm，最好为7～15mm。进而，除水板81的厚度通常在1.5mm以下，最好为0.5～1.0mm。除水装置8的除水板81只要是上述长度、间隔距离及厚度，从斜行蜂窠体3的下面开口部44排出的水就能经过除水板81而顺畅地流下，是理想的。另外，除水板81的材料没有特别的限定。可以举出诸如SUS、塑料、无纺布等。
在图9方式的除水装置8中，多个除水板81虽然是固定在与箱体4不同的框体82上的部件，但也可以把多个除水板81直接固定在箱体4的下面开口部44的附近。图10表示装有这种形式的除水装置8的箱体的例子4b。在图10中，多个除水板81固定在箱体4b的下面开口部44附近的部分，没有图示的除水板81的下端部84和箱体4b的下面开口部44一致，除水板81的上端部83处于箱体4b的大致中段～下段的位置。除了除水板81与箱体直接固定这一点外，图10方式的除水装置8与图8方式的除水装置8是相同的。
下面参照图1及图10对第2发明的空气冷却装置的作用进行说明。由于在第2发明的空气冷却装置的通道内的设置位置和在第1发明的空气冷却装置的通道内的设置位置是一样的，故在图1中把冷却单元2置换成冷却单元2a。首先，在冷却单元2a的上面开口部43中，从冷却水供给装置5流下冷却水15。这时，适当调整冷却水15的供水量，使冷却单元2a中的斜行蜂窠体3整体成被浸湿的状态。然后，由没有图示的送风装置等把被冷却空气11从冷却单元2a的下面开口部44沿图1中的箭头方向导入。在冷却单元2a中的斜行蜂窠体3内的蜂窝中从上向下流动的冷却水15和从下向上导入的被冷却空气11以对流的接触方式直接进行气液接触，在使被冷却空气11冷却的同时，在被冷却空气11中存在化学污染物等的情况下，该化学污染物等被溶入冷却水15中。由热交换加温、且根据情况吸入化学污染物等的冷却水15从冷却单元2a中的斜行蜂窠体3中流下中断后成为排出水16，从下面开口部44供给除水板的上端部83，流经除水板81后，从除水板的下端部84落到接水部6中。这时，排出水16不会在下面开口部44侧的端面(蜂窝开口部104)上产生水膜，顺利地流过除水板81，落到接水部6中。另一方面，由于从除水板的框体的下面开口部86侧供给的空气也顺利地通过除水装置8导入斜行蜂窠体3内，故压损小。另外，接水部6中的排出水16只要做到通过排水管61，用没有图示的循环泵供给热交换器，冷却到规定的温度，再通过供水管51供给冷却水供给装置5，就能作为冷却水15再利用，故很理想。另一方面，从冷却单元2a的上面开口部43可以得到被冷却的冷却空气12。
第2发明的空气冷却装置的设置场所除图1的垂直通道以外，如图6所示，还包含大致水平配置在上方弯曲成L形的通道71的垂直部72内的方式。
下面，列举实例进一步具体说明本发明，但本发明不仅限于此。
实施例1
把由E玻璃纤维和有机粘合剂形成的玻璃无纺布在含有填充材料氧化铝水合物和结合材料氧化铝溶胶的浆液中浸渍后干燥，进行波纹加工，得到波纹状物。把该波纹状物按长短两种长度裁断制造成长波纹板和短波纹板，使长波纹板和短波纹板波的传播方向交叉而互相重叠后，在500℃下进行热处理，制造出具有表1所示性状、外形大致为长方体状的斜行蜂窠体，其组成结构为，氧化铝和氧化铝溶胶硬化物的总量为重量的80％，E玻璃纤维为重量的20％，空隙率为65％。该斜行蜂窠体由长波纹板和短波纹板的长度不同而产生的凹凸状只在下面开口部产生。然后，以能保持该斜行蜂窠体的大小且插入只有上面及下面能通气的箱体中作成冷却单元。在断面为矩形的垂直通道内安装冷却单元，使上面开口部向上且在垂直通道内壁和冷却单元之间不产生实质上的间隙。冷却单元配置时的斜行蜂窠体的斜行角度作成60°。在冷却单元的上部附设安装了把冷却水供给冷却单元的上面开口部的喷嘴的喷雾器。在冷却单元的下部附设接受通过了蜂窠体的冷却水的排水盘。在垂直通道内的冷却单元的上方安装有与用于冷却单元的部件一样的斜行蜂窠体，使其与冷却单元中的斜行蜂窠体成为相同的方向来放置，作成除雾装置。用排水盘接受的温度上升后的冷却水(排出水)经过送水泵送到水冷却用热交换器被冷却，而变成了向上述的喷雾器循环供给。表1表示冷却单元等的条件。图7表示本实施例使用的尺寸符号的意义。
上述装置使用与夏季同等的空气条件，即32℃、70rh％的空气以10800m3/小时的流量进行通风，同时，从供水部供给水量为108L/分(液气比L/G＝0.5kg/kg)的8℃的冷水，测定了空气冷却装置的压损。压损是相对冷却单元、喷雾器及排水盘组成部分的值，不包含除雾装置的部分。在表1中表示其结果。
实施例2、3及比较例1
冷却单元条件除了如表1所示改变之外，与实施例1同样的测定空气冷却装置的压损。测定结果在表1中表示。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1
蜂窠体蜂窝尺寸
峰高(mm) 5.6 5.6 5.6 5.6
间距(mm) 13.0 13.0 13.0 13.0
交叉角度α(°) 60 60 60 60
斜行角度θ1、θ2(°) 60 60 60 60
斜行蜂窠体或翅片盘管尺寸
宽A*1(mm) 1000 1000 1000 1000
进深B*2(mm) 1200 1200 1200 1200
厚度C*3(mm) 200 200 200 200
斜行蜂窠体的下面开口部的 10 5 20 0
凹凸状的阶差的长度*4(mm)
通道形状 L形通道 L形通道 L形通道 L形通道
冷却单元的设置场所 L形通道 L形通道 L形通道 L形通道
垂直部 垂直部 垂直部 垂直部
冷却单元的配置 水平配 水平配 水平配 水平配
置 置 置 置
传热面积(m2) 125 126.5 122 128
除雾装置 有 有 有 有
压损(Pa) 40 50 40 115
*1面对通气方向的宽度方向的尺寸
*2冷却单元设置时成为进深方向的方向的下面开口部及上面开口部的尺寸
*3上面开口部-下面开口部间的尺寸
*4上下方向的尺寸
实施例4
把由E玻璃纤维和有机粘合剂形成的的玻璃无纺布在含有填充材料氧化铝水合物和结合材料氧化铝溶胶的浆液中浸渍后干燥，进行波纹加工，得到波纹状物。使该波纹状物在波的传播方向交叉而互相重叠后，在500℃下进行热处理，制造出具有表2所示性状、外形大致为长方体状的斜行蜂窠体，其组成为，氧化铝和氧化铝溶胶硬化物的总量为重量的80％，E玻璃纤维为重量的20％，空隙率为65％。然后，插入能保持该斜行蜂窠体的大小并且只有上面及下面能通气的箱体中。进而，如图9所示，把具有和该箱体的框体同样的剖面形状的、多个除水板被框体固定的除水装置，配置在上述箱体的下方，使除水板的上端部与斜行蜂窠体的下面开口部侧的端面接触，而作成冷却单元。在断面为矩形的垂直通道内安装冷却单元，使上面开口部向上且垂直通道内壁和冷却单元之间不产生实质的间隙。冷却单元配置时的斜行蜂窠体的斜行角度作成60°。另外，喷雾器、排水盘及除雾装置的设置位置、冷却水的循环方法与实施例1相同。表2表示冷却单元等的条件。图7表示本实施例使用的尺寸的符号的意义。
上述装置使用与夏季同等的空气条件，即32℃、70rh％的空气以10800m3/小时的流量进行通风，同时，从供水部供给水量为108L/分(液气比L/G＝0.5kg/kg)的8℃的冷水，测定出空气冷却装置的压损。压损是由冷却单元、喷雾器及排水盘组成的部分的值，不包含除雾装置的部分。在表2中表示其结果。
实施例5、6及比较例2
冷却单元条件除了如表1所示改变之外，与实施例1同样的测定空气冷却装置的压损。在表2中表示测定结果。
表2
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1
蜂窠体蜂窝尺寸
峰高(mm) 5.6 5.6 5.6 5.6
间距(mm) 13.0 13.0 13.0 13.0
交叉角度α(°) 60 60 60 60
斜行角度θ1、θ2(°) 60 60 60 60
斜行蜂窠体或翅片盘管尺寸
宽A*1(mm) 1000 1000 1000 1000
进深B*2(mm) 1200 1200 1200 1200
厚度C*3(mm) 200 200 200 200
有无除水板 有 有 有 无
除水板(mm)
水流下方向的长度(mm) 10 10 20 -
厚度(mm) 1.0 1.0 1.0 -
长方向的长度(mm) 1000 1000 1000 -
除水板的配置间隔(mm) 8 15 15 -
通道形状 L形通道 L形通道 L形通道 L形通道
冷却单元的设置场所 L形通道 L形通道 L形通道 L形通道
垂直部 垂直部 垂直部 垂直部
冷却单元的配置 水平配置 水平配置 水平配置 水平配置
传热面积(m2) 125 125 125 125
除雾装置 有 有 有 有
压损(Pa) 75 95 95 155
*1面对通气方向的宽度方向的尺寸
*2冷却单元设置时成为进深方向的方向的下面开口部及上面开口部的尺寸
*3上面开口部-下面开口部间的尺寸