JP2001108337A - 冷風機用の吸水蒸発ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷風機に使用されて、気流の流通過程で吸水
シート中の水分の蒸発による潜熱により気流を冷却する
ための吸水蒸発ユニットを提供する。 【解決手段】 多数の吸水シートを、互いに対面するシ
ートの間に通風可能な隙間を設けて重積したシート積層
体と、このシート積層体をシートを垂直状態にして収容
し且つ集積体の上記隙間に連通する通風用の窓部を前後
に有するケースとから成り、上記の吸水シートは、シー
ト表面に線状の突条に形成した複数の平行なセパレータ
を隔設し、吸水シート間に上隙間を形成し、上記ケース
が、積層体を収容し、シート積層体の吸水シート間の隙
間に連通する窓部を容器両側に開設して、吸水蒸発ユニ
ットとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷風機に使用され
て、気流の流通過程で吸水シート中の水分の蒸発による
潜熱により気流を冷却するための吸水蒸発ユニットに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来冷房機器には、気流中で水を蒸発さ
せ、その蒸発潜熱を利用して空気を冷却して、冷風を供
給する水冷式冷風機が知られている。

【０００３】一般家庭の室内用の冷風機は、エンドレス
の布帯を、その下側が水中に漬かる状態で周回させ、こ
の状態で、空気流を、この湿った布地の上部側に沿って
流すか、或いは、布地を通過させることにより、水蒸発
による冷却で空気を冷却して、冷気にして放出する冷風
機が知られている。

【０００４】さらに、作業用車両に使用される冷風機に
ついては、気流中に水を噴霧する方式が知られている。
例えば、水槽の下側に超音波振動子を配置し、水槽の上
方、即ち、水面上にファンから供給した空気を流して、
発生した超音波により霧化した水滴を気流中に混合さ
せ、これにより空気を冷却して流し出す方法があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】水の蒸発潜熱を利用す
る冷風機は、圧縮ガスを利用する方法に比べ、空気の冷
却能力には劣るが、動力は、ファン用のモータの電力
と、霧化用ないしは、布地回転用の動力だけで、少なく
て済む点で経済的である。

【０００６】しかし、空気冷却の能力の点では、従来の
エンドレスの布帯を利用したり、また霧化するなど、空
気流側に水を強制的に接触させて、蒸発速度を高める必
要があり、このために、霧化装置や布帯周回装置など、
特別な装置が必要であった。

【０００７】さらに、冷風機は、閉じた小さい室の内部
でなく、広い建屋や施設内や屋外で、作業員等に冷風を
直接かけて利用したり、作業用の無蓋車両で専ら、運転
者に使用されることもある。

【０００８】この作業用車両に搭載したり作業現場に固
定して使用する冷風機器においては、噴霧式の冷風機
は、共通して、気流中の水滴が完全に蒸発するまでに、
気流が運転者に当たるので、運転者などの人を濡らして
しまうという欠点があった。また、噴霧式は、送風量に
対して噴霧する水の供給量の制御が難しく、気流中水の
供給量が過剰であると、上記のように、冷風が水滴で湿
ることになり、水供給量が少ないと、十分な冷風が得ら
れないことになる。

【０００９】その他の方法としては、吸水シートに水を
供給して、シート中の水を気流中に蒸発させて気流を冷
却する方法も考えられるが、シートによる水の吸い上げ
量が少なく、多量の流量の空気を冷却するには、冷却能
力が不充分であり、実用的でなかった。

【００１０】上記問題を解決するために、本発明は、吸
水シートによる毛細管吸い上げを利用して、水の吸い上
げ能力が高く、空気冷却能力の高い且つ、互換性と耐衝
撃性に優れた吸水蒸発ユニットを提供しようとするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の吸水蒸発ユニッ
トは、吸水したシートに気流を流通させて空気を冷却す
るための冷風機用の吸水蒸発ユニットであって、多数の
吸水シートを、互いに対面するシートの間に通風可能な
隙間を設けて重積したシート積層体と、このシート積層
体を、シートを垂直状態にして、収容し且つ集積体の上
記隙間に連通する通風用の窓部を前後に有するケースと
から成るものである。

【００１２】本発明の吸水蒸発ユニットは、吸水シート
を利用して空気を冷却する冷風機用のユニットとして使
用されるもので、吸水性の繊維質シートが多数配列さ
れ、シートの下端部は水中に浸漬されて、その毛細管現
象によりシート上側まで吸い上げられた水をシートに沿
って供給される空気中に蒸発させて、冷風を得るもので
ある。

【００１３】本発明においては、シートの蒸発面積を確
保するために、多数のシートを、互いに対面するシート
の間に通風可能な隙間を設けて、重積してシート積層体
を構成する。このシート間の隙間には、冷却すべき空気
が供給されて、冷却される。

【００１４】このようなシート積層体においては、各吸
水シートは、シートの少なくとも一方の表面に線状の突
条に形成した複数の平行なセパレータを有するものが採
用され、これら吸水シートを重積すると、シートの間で
且つ上下のセパレータの間で上記隙間が形成される。

【００１５】本発明においては、積層体を強化するため
に、複数の吸水シートと共に多孔性金属シートを配列し
て重積することもなされている。多孔性金属シートは、
表面の気孔部が保水し、且つ、その水を蒸発させるの
で、吸水シートと同様に蒸発冷却に寄与し、同時に、シ
ートを補強する。

【００１６】上記ケースは、積層体を固定して補強し、
且つ冷風機への着脱を容易にして互換性を付与するもの
である。詳しくは、上記ケースは、積層体を収容し、積
層体のシート間の隙間に連通する窓部をケースの両側に
開設したものが採用される。ファンにより吸引された空
気を容器の両側に開設した一方の窓部と、収容された積
層体のシート間の隙間を通過させ、この間で気流がシー
トと接触する過程で冷却され、冷却された空気が、容器
の他方の窓部から放出される。

【００１７】ケースは、一体に形成された容器でも、ま
た枠材の組み合わせた枠体でもよい。枠体の場合には、
枠材が、積層体の各稜部周縁を支持するようにして、上
下及び左右枠材から形成され、枠材間に通風用の窓部を
形成し、積層体の吸水シートの隙間に連通する開口部を
形成する。

【００１８】

【発明の実施の形態】この発明で使用される吸水シート
は、繊維質で且つ吸水性の高いシートが利用できる、好
ましくは、矩形状のシート片の一端を水中に浸漬したと
きの毛細管現象により水の吸い上げ速度の高いシートか
ら選ばれる。

【００１９】吸水シートは、好ましくは、有機若しくは
無機繊維層と、その繊維層の表面に形成された若しくは
内部に含浸された補強材料から形成されたシートが利用
できる。繊維シートは、使用時には受水容器上に立設さ
れて繊維層が吸水するが、吸水した繊維層は、柔らか
く、いわゆる腰が弱く、そのため、シート積層体が崩壊
しやすいが、シートに補強材料を含むことにより、シー
トを強化することができる。

【００２０】このように補強された吸水シートには、例
えば、特開平１０−４４２７６に開示された加湿用シー
トが利用できる。この加湿用シートは、繊維層に有機質
又は無機質繊維の織布若しくは不織布から成り、好まし
くは、親水性の無機繊維の不織布が利用される。補強材
には、微粉末とバインダとから成る多孔性の比較的硬い
層を利用して、補強層が形成される。補強層の一部は、
繊維層に含有されて固定されてもよい。補強層用の微粉
末には、親水性の鉱物質ないしはセラッミクス質の粉末
がよく、バインダには、有機ないし無機の接着材料が利
用される。

【００２１】さらに、シートには、繊維に微粉末を混抄
して、紙抄きの方法で調製されたシートも利用できる。
例えば、繊維としてセラミック繊維に無機粉末として、
シリカゾル及び又はアルミナゾルを混沙した不織布ない
し紙が利用できる。このようなシートは、０．４〜３．
０ｍｍ程度の厚みに調製される。

【００２２】本発明の吸水シートには、積層したときシ
ート間に通気用の隙間を形成するために、表面に線状に
突起するセパレータが取着されるが、セパレータには、
熱可塑性樹脂を加熱溶融し、押出して形成した硬化物が
利用できる。熱可塑性樹脂は、例えば、ホットメルト型
の接着剤が利用でき、溶融した接着剤を、ノズルから断
面ほぼ円形でシート上に押出して、硬化させ、これによ
り、シート表面に線状ないし棒状の突条を固着させる。
このような突条を複数本、互いに平行に、シート上に形
成され、セパレータとする。重積されたシートは、表面
が突条の高さだけ互いに離間されて、シート間に隙間が
設けられる。そこで、予め、突条の高さを、例えば、１
〜１０ｍｍの範囲に調整しておくことにより、突条の高
さに対応した隙間を得ることができる。

【００２３】このようなシートは、所要の形状の積層体
に形成するために、一定の形状に、例えば、矩形状に切
断されている。本発明の吸水蒸発ユニットにおいては、
このような所望形状のシートを多数積み重ねて、シート
積層体とされる。

【００２４】シート積層体は、ケース内に収容される
が、ケースは、シート積層体を収容できて、前面と背面
には、ケースの前後に貫通する窓部を有するものであ
る。ケース内には、多数のシートを、使用時にシートが
立った状態で、互いに対面するように配列されて、積層
体とされ、積層体のシート間の隙間が、上記窓部に開口
して露出するように配設される。

【００２５】ケースは、シート積層体を下面で支える底
面を有しても良く、この場合には、下底部には、各吸水
シートの下端部を水で濡らすために水が供給されること
が好ましく、このために給水可能な貫通孔を設けても良
い。

【００２６】ケースは、好ましくは、軽量化と耐食性と
の観点から、合成樹脂、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアク
リル、ポリイミドなどからの成形体や、金属、例えば、
アルミニウム又はその合金などから形成される。

【００２７】シート積層体は、ケースに収容され、さら
に、耐衝撃性を高めるために、以下のような補強手段を
採用するのが好ましい。

【００２８】先ず、シート積層体には、所望の数のシー
ト毎に、補強シートを挿入するのが、シート積層体を区
画して補強するために良い。補強シートは、ケースの下
底部に設けた切り溝に下端を挿入し、好ましくは、上端
もケース上蓋の切り溝に嵌め入れて、固定するのがよ
い。このような補強シートは、金属板、例えば、アルミ
ニウム板が利用でき、また、吸水でき且つ蒸発させるよ
うな多孔性金属シートが好ましい。多孔性金属シート
は、例えば、アルミニウム又はその合金やステンレス鋼
等の耐食性材料から形成され、これらの材料の粉末、例
えば、切削屑をシート状に圧縮成形したシート成形品が
利用できる。これらの金属シートは、表面に露出する多
数の気孔を含むので、吸水シートにより吸い上げられた
水が、多孔性金属シートの気孔を濡らして、これが流通
する空気中に蒸発することにより、空気の冷却にも寄与
する。

【００２９】さらに、シート積層体を強化するために、
ケースに一体化することが好ましい。このための方法と
して、ケース両側の窓部に補強用の網体、即ち、ネット
を張設して固定するのが、シートの脱落を防止するのに
良い。さらに、ネットと吸水シートの露出する縁部とを
接着剤により接着させて固定する方法も採用できる。シ
ートの端部と上記の網体との接着は、ネット上に１条以
上の線状の接着剤を塗着してすることができる。このよ
うな窓部における補強ネットとシート縁部とを接合する
ことによって、冷風機使用中に衝撃などがあっても、多
数の積層された吸水シートにずれが生じたり、移動した
り、或いは、崩壊したりするのを有効に防止することが
でき、衝撃に強い吸水蒸発ユニットを構成することがで
きる。

【００３０】本発明により、上記のようにして吸水シー
トとケースとが一体化された吸水蒸発ユニットは、屋外
ないし建屋内で定置式の冷風機に利用することができ
る。また、本発明のユニットは、衝撃に対して強化され
ているので、作業用の車両についてその運転席周辺に配
置して運転者、作業者等に冷風を供給するような車載用
冷風機にも利用される。

【００３１】図１は、本発明の実施例として、吸水蒸発
ユニットに使用される吸水シート１を示す。この例の吸
水シートは、繊維シート１０の表面に、ホットメルト型
接着剤の押出しによる線状突条１２を、この例では、５
条平行に形成されている。ここで使用した繊維シート１
０は、セラミック繊維との不織布に、シリカゾル及びア
ルミナゾル粉末との混合液から混抄した不織布である。
吸水シートは、上記の繊維シートの長尺シートを、長手
方向に連続的に移動させながら、上記ホットメルト接着
剤の高温融液を５本の小径ノズルから押出してシート上
に突条１２を形成し、そのままで硬化させる。その後
に、この長尺シートを所定の長さに（この例の場合は、
吸水シートの幅に）切断すれば、矩形状の吸水シートが
得られる。図１には、長尺シートとこれから切断された
吸水シートが示されている。

【００３２】このようなシートを多数積層して、シート
積層体３にされる。積層された互いに隣接する吸水シー
トは、上記突条１２とこれに隣り合う繊維シート１０と
の接触により、シート間に隙間３１が形成され、空気の
流路として利用される。図２には、本発明の吸水蒸発ユ
ニットに組立てるためのシート積層体３の配置例を示し
てある。さらに、この例は、上記の吸水シート１を重積
しながら、一定数の吸水シート毎に１枚のアルミニウム
多孔性シート２を間挿して、シート積層体３を構成した
ものである。

【００３３】図３（Ａ、Ｂ）は、上記の積層体３を、ケ
ース４０に収容して、吸水蒸発ユニット４としたもので
あるが、この例では、吸水蒸発ユニット４は、アルミニ
ウムで成形した箱状容器であり、両方の主面には、大き
な窓部４５を形成し、収容されたシート積層体３が、そ
のシートの縁部を窓部４５に露出して、シート間の隙間
３１、窓部１５と連通するように配置されている。図３
（Ｂ）に示すように、窓部を４５と連通した積層体３の
各吸水シート１の間の隙間には、窓部４５を通った外部
の空気が、通過して、その空気は、他方の窓部４５に通
過することができる。

【００３４】この例では、樹脂製の網体５、即ち、ネッ
ト５が、ケース４０の窓部４５周囲の枠部４６に接着さ
れて、ケース４０の窓部４５の全体に張設されており、
この例では、ネットとしては、例えば、ポリプロピレン
樹脂から一体成形したネットで、例えば、４ｍｍ角の網
目で２ｍｍの線径を有するものが利用できる

【００３５】この例では、窓部に露出したシート積層体
３の吸水シート１の縁部がネットと、接着剤により、接
着されて一体化されている。さらに、接着剤には、ホッ
トメルト型接着剤を溶融状態で押出して、線状の突条を
形成し、そのまま硬化させて線状接着剤５１とし、ネッ
ト５と多数の吸水シート１とを接合している。接着剤の
線状の硬化物５１は、容器の横方向に（水平に）伸び
て、縦方向に（垂直に）配列された吸水シート１の縁部
と直交しており、線状接着剤５１は、この例では、上下
の３条とされている。線状接着剤５１の間には、なお大
面積の開口部があるので、なお、空気流通を阻害しな
い。

【００３６】図４は、上記の吸水蒸発ユニットを、定置
型の冷風機９への使用例を模式的に示す。冷風機本体の
前面には、下方に吸入口６０と、上方に、吹き出し口６
４とを備え、吸入口６０側の内部には、受水容器７と、
受水容器７に吸水蒸発ユニット４を固定するガイド（不
図示）を設けて、吸水蒸発ユニット４が、その窓部４５
を吸入口６０に向けて且つ下面部４２が受水容器７の水
７０中に浸漬するように配置されている。これにより吸
水蒸発ユニット４内の各吸水シート１は下部側が浸漬さ
れて、水を吸い上げることができる。

【００３７】吸水蒸発ユニット４の上部には、吸引ファ
ン８として、クロスフローファンが配置されて、吸引フ
ァン８は、さらに、吹き出し口６４に連通している。吸
引ファン８の作動により、吸入口６０側から吸引された
空気流は、吸水蒸発ユニット４内を通過する際にシート
積層体３の各吸水シートに接して、シートの吸着水を蒸
発させながら同時に冷却され、次いで、吸引ファン８を
通って、吹き出し口６４から放出される。受水容器７に
は、この例では、市水が蛇口７１により供給され、自動
給水弁７２により、受水容器７中の水位を検出ながら水
を補給して、水位を概ね一定に保持するのがよい。

【００３８】

【発明の効果】本発明の冷風機用の吸水蒸発ユニット
は、矩形状の多数の吸水シートを通風可能な隙間を設け
て重積したシート積層体と、このシート積層体をシート
を収容し且つ集積体の上記隙間に連通する通風用の窓部
を前後に有するケースとから成るので、吸水シートの表
面積とシート数に応じて、交換可能で、冷却能が大きく
且つ大きな風量の吸水蒸発ユニットを自由に構成するこ
とができる。吸水蒸発ユニットはこのように一体化され
ているので、互換性があり、冷風機への装着を容易にす
ると共に、交換を容易にすることができる。

【００３９】吸水蒸発ユニットのシート積層体は、シー
ト表面に線状の突条に形成した複数の平行なセパレータ
を隔設し、セパレータ間に所望の隙間を形成したので、
空気の流量とそれに見合う水の蒸発速度を確保し、冷風
のための冷却を確保することができる。

【００４０】本発明の吸水蒸発ユニットは、上記のケー
スの両側の上記の窓部に網体を張設し、吸水シートの端
部と網体とを接着して一体化すれば、積層体ないしはシ
ートを衝撃に対して強くすることができ、特に、移動用
の、例えば、車載用の冷風機に対して、広く適用するこ
とができる。

【００４１】吸水蒸発ユニットは、吸水シートの端部と
上記の網体との接着を網体上に１条以上の線状の接着剤
によりすれば、強化するに際して、接合一体を容易に且
つ安価になし得る。

【００４２】上記シート積層体には、上記多数の吸水シ
ートと共に、補強用に金属シート等のシートないし板を
重積して区画するようにすれば、シート積層体を一層強
化することができ、且つ、補強用シートを多孔性とすれ
ば、蒸発速度を高めることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係る吸水蒸発ユニットに使
用する吸水シートの外観を表す図。

【図２】 本発明の実施例に係る吸水蒸発ユニットに使
用するシート積層体の外観図。

【図３】 本発明の実施例に係る吸水蒸発ユニットの縦
断面図（Ａ）と側面図（Ｂ）。

【図４】 本発明の実施例に係る吸水蒸発ユニットを冷
風機に使用する縦断面図。

【符号の説明】

１ 吸水シート １２ セパレータの線状突条 ３ シート積層体 ４ 吸水蒸発ユニット ５ ネット

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吸水したシートに気流を流通させて空気を
   冷却するための冷風機用の吸水蒸発ユニットであって、
   多数の吸水シートを互いに対面するシートの間に通風可
   能な隙間を設けて重積したシート積層体と、このシート
   積層体をシートを垂直状態にして収容し且つ集積体の上
   記隙間に連通する通風用の窓部を前後に有するケースと
   から成ることを特徴とする冷風機用の吸水蒸発ユニッ
   ト。
2. 【請求項２】 上記の吸水シートは、シート表面に線状
   の突条に形成した複数の平行なセパレータを隔設し、吸
   水シートの重積によりセパレータ間に上記隙間を形成し
   たことを特徴とする請求項１に記載の吸水蒸発ユニッ
   ト。
3. 【請求項３】 上記ケースが、積層体を収容し、シート
   積層体の吸水シート間の隙間に連通する窓部を容器両側
   に開設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の吸
   水蒸発ユニット。
4. 【請求項４】 上記のケースの両側の上記の窓部に網体
   を張設し、且つ、一体化したことを特徴とする請求項３
   に記載の吸水蒸発ユニット。
5. 【請求項５】 窓部に集積体の上記隙間が開口する吸水
   シートの端部と上記の網体とを網体上に、１条以上の線
   状の接着剤により接着したことを特徴とする請求項４に
   記載の吸水蒸発ユニット。
6. 【請求項６】 吸水シートが、親水性繊維を含む吸水層
   と、吸水層上に形成した親水性無機粉末とバインダとを
   含む補強層とから成るシートであることを特徴とする請
   求項１ないし５のいずれかに記載の吸水蒸発ユニット。
7. 【請求項７】 上記セパレータが、熱可塑性樹脂の溶融
   押出し硬化物である請求項１ないし６のいずれかに記載
   の吸水蒸発ユニット。
8. 【請求項８】 上記シート積層体が、上記多数の吸水シ
   ートと共に、補強用金属シートを重積したことを特徴と
   する請求項１ないし７のいずれかに記載の吸水蒸発ユニ
   ット。