JP2003185201A - エアプロセッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】冷却装置で発生するドレン水に対する廃棄作業
を排除し、これに伴う無用な労力と時間が費やされる不
具合を解消するとともに、設置場所における空気の乾燥
を防止する。 【解決手段】取込んだ空気Ａを少なくとも冷却する冷却
装置２を備えるエアプロセッサ１を構成するに際して、
加湿媒体３に送風Ｆを当てることにより当該加湿媒体３
に浸透した水分を蒸発させる蒸発部４と、冷却装置２で
発生したドレン水Ｗを蒸発部４に供給する送水部５を備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、取込んだ空気を少
なくとも冷却する冷却装置を備えるエアプロセッサに関
する。

【０００２】

【従来技術及び課題】従来、取込んだ空気を冷却する冷
却装置を搭載したエアプロセッサは知られており、本出
願人も、既に、このような冷却装置を利用したエアプロ
セッサ（恒温恒湿空気供給装置）を特公平８−１００６
３号公報により提案した。

【０００３】同公報の恒温恒湿空気供給装置は、空気入
口及び空気供給口とを結ぶ一連の空気流路に、加湿器，
冷凍機の蒸発器からなる冷却器、及び加熱器をこの順序
に配し、空気入口から導入した空気を所望の恒温恒湿条
件に調整して空気供給口から供給するものである。

【０００４】ところで、同公報開示の恒温恒湿空気供給
装置（エアプロセッサ）をはじめ、この種のエアプロセ
ッサには、取込んだ空気を冷却する冷却装置を搭載し、
常時連続して空気（新気）を導入しているため、一般的
な冷蔵庫とは異なり、冷却装置に備える冷却器からは大
量のドレン水が連続して発生する。したがって、このド
レン水は、通常、用意したドレイン水容器（タンク）に
回収し、定期又は不定期に廃棄しているのが実情であ
る。

【０００５】しかし、このような回収廃棄作業は、本
来、不要な作業であるため、無用な労力と時間が費やさ
れてしまうとともに、特に、負荷が大きくなる夏季の稼
働時には、かなりの量のドレン水が発生し、ユーザにと
って無視できない負担が強いられる不具合があった。

【０００６】本発明は、このような従来技術に存在する
課題を解決したものであり、冷却装置で発生するドレン
水の廃棄作業を排除し、これに伴う無用な労力と時間が
費やされる不具合を解消するとともに、設置場所におけ
る空気の乾燥を防止することができるエアプロセッサの
提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明
は、取込んだ空気Ａを少なくとも冷却する冷却装置２を
備えるエアプロセッサ１を構成するに際して、加湿媒体
３に送風Ｆを当てることにより当該加湿媒体３に浸透し
た水分を蒸発させる蒸発部４と、冷却装置２で発生した
ドレン水Ｗを蒸発部４に供給する送水部５を備えること
を特徴とする。これにより、冷却装置２で発生するドレ
ン水Ｗは、送水部５により蒸発部４に供給され、蒸発部
４に備える加湿媒体３に浸透するとともに、この加湿媒
体３に浸透した水分（ドレン水Ｗ）は、送風Ｆが当てら
れることにより蒸発する。この際、送風Ｆ及び／又はド
レン水Ｗは、熱交換部６ａ及び／又は６ｂにおいて、冷
却装置２で発生する排熱と熱交換され、蒸発効率を高め
るために暖められる。

【０００８】この場合、好適な実施の形態により、蒸発
部４は、ドレン水Ｗが供給される多孔質ブロック１１
と、この多孔質ブロック１１に接触させた加湿媒体３
と、この加湿媒体３で発生した余剰水Ｗｒを収容する余
剰水収容部１２により構成できるとともに、この余剰水
収容部１２は、加湿媒体３で発生する余剰水Ｗｒを収容
するドレンパン１３と、このドレンパン１３に収容され
た一定量以上の過剰水Ｗｒｒを排出する排水部１４と、
この排水部１４から排出された過剰水Ｗｒｒを収容する
過剰水容器１５により構成できる。一方、エアプロセッ
サ１には、送風Ｆ及び／又はドレン水Ｗを、冷却装置２
で発生する排熱と熱交換させる熱交換部６ａ及び／又は
６ｂを設けることができる。なお、熱交換部６ａは、冷
却装置２を構成する冷凍サイクルＳの凝縮器１６を利用
し、この凝縮器１６を冷却した送風Ｆを、加湿媒体３に
当てる送風Ｆに用いることができる。また、熱交換部６
ｂは、冷却装置２に備える冷凍サイクルＳにおけるホッ
トガスの流れる冷媒配管Ｌｃを利用し、この冷媒配管Ｌ
ｃと送水部５の送水管１９を熱交換可能に構成すること
ができる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１０】まず、本実施例に係るエアプロセッサ１の
構成について、図１〜図４を参照して説明する。

【００１１】図１は、エアプロセッサ１の全体構成、特
に、エアプロセッサ１の内部構成を示す。同図におい
て、２１は直方体状のハウジングであり、このハウジン
グ２１の内部は、内壁プレート２２，２３で仕切ること
により、上部に空気調整室Ｒ１、中間部に蒸発室Ｒ２、
下部に機械室Ｒ３をそれぞれ設ける。なお、２４は、ハ
ウジング２１の後面を覆う後部カバーを示す。

【００１２】空気調整室Ｒ１は、ハウジング２１の前面
に空気取込口２１ａを有し、この空気取込口２１ａの内
側に、冷却装置２における冷却器３１を配設する。ま
た、ハウジング２１の上面には、空気送出口２１ｂを有
し、この空気送出口２１ｂの内側（下側）に、加熱器
（加熱ヒータ）３２を配設する。さらに、空気調整室Ｒ
１の内部には、送風機（シロッコファン）３３を配設
し、この送風機３３の吸入口３３ｉは、空気調整室Ｒ１
の内部に臨ませるとともに、吐出口３３ｏは、加熱器３
２を内部に包含した状態で空気送出口２１ｂに連通接続
する。

【００１３】なお、空気送出口２１ｂの外側には送気ダ
クト７１を接続し、この送気ダクト７１の先端は、エア
フィルタ７２を介して被空調空間７３に接続する。ま
た、７４は制御部であり、この制御部７４の出力部に
は、加熱器３２を接続するとともに、制御部７４の入力
部には、被空調空間７３内に配した温度センサ７５を接
続する。

【００１４】ところで、実施例の冷却装置２は、冷凍サ
イクルＳを用いた冷凍機であり、冷却器３２は、冷凍サ
イクルＳの一部を構成している。図４に冷凍サイクルＳ
の全体構成を示す。冷凍サイクルＳは、この冷却器３２
に対して、アキュムレータ３４，コンプレッサ３５，凝
縮器（コンデンサ）１６，キャピラリチューブ３６をル
ープ接続することにより冷媒が循環する公知の冷凍サイ
クルの主回路を構成する。また、コンプレッサ３５の吐
出側と冷却器３２の流入側は、冷媒配管１８により接続
し、さらに、冷媒配管１８の中途にＣＣＶ（キャパシテ
ィ・コントロール・バルブ）を接続してホットガスバイ
パス回路１７を構成する。

【００１５】一方、蒸発室Ｒ２は、ハウジング２１の前
面に空気取入口２１ｃを有し、この空気取入口２１ｃの
内側に凝縮器１６を配設するとともに、この凝縮器１６
の内側には、凝縮器１６を冷却（空冷）するための送風
ファン３９を配設する。また、ハウジング２１の後面に
は、空気排出口２１ｄを有し、この空気排出口２１ｄか
ら排出される空気の流路を遮る位置に蒸発部４、特に、
蒸発部４の加湿媒体３を配設する。この蒸発部４は、図
２及び図３に示すように、加湿媒体３をはじめ、多孔質
ブロック１１，余剰水収容部１２を備える。

【００１６】この場合、多孔質ブロック１１は、例え
ば、発泡ウレタンフォーム等の軟質発泡体を直方体状に
形成し、抗菌処理したものを使用する。また、加湿媒体
３は、例えば、吸水性及び拡散性の高い紙類或いは不織
布類等の抗菌処理したシート材を、単位体積当たりの表
面積ができるだけ大きくなるようにアコーディオン状に
折曲形成し、抗菌処理したものを使用する。さらに、余
剰水収容部１２は、ハウジング２１の後面に付設したド
レンパン１３を備える。ドレンパン１３は内壁プレート
２３とほぼ同じ高さとなり、このドレンパン１３の底面
上に、加湿媒体３を起立させて固定するとともに、この
加湿媒体３の上端に多孔質ブロック１１の下面を当接さ
せて固定する。

【００１７】また、多孔質ブロック１１の上面には、下
面に多数の孔ｈ…を形成したドレン水供給筒４０を当接
させる。他方、冷却器３１の下方には、この冷却器３１
で発生したドレン水Ｗを受けるドレン水受部４１を配設
し、このドレン水受部４１の底面とドレン水供給筒４０
の内部を、送水管１９により連通接続する。この場合、
ドレン水供給筒４０の位置は、ドレン水受部４１よりも
低い位置に配設し、ドレン水受部４１のドレン水Ｗが、
自然落下により送水管１９を流れ、ドレン水供給筒４０
の内部に流入できるように考慮する。ドレン水受部４
１，送水管１９及びドレン水供給筒４０は、冷却器３１
で発生したドレン水Ｗを蒸発部４に供給する送水部５を
構成する。さらに、４２は熱交換用チャンバであり、こ
の熱交換用チャンバ４２の内部に、送水管１９の途中部
位を通すとともに、コンプレッサ３５と凝縮器１６間に
おけるホットガスが流れる冷媒配管Ｌｃの途中部位を通
す。これにより、冷媒配管Ｌｃと送水管１９が熱交換可
能となる熱交換部６ｂが構成される。なお、例示の熱交
換部６ｂは、原理構成であって、実際には熱交換効率の
高いフィン等を用いた公知の構成を採用できるし、或い
は二重管式熱交換器や二重管の内側管をスパイラルチュ
ーブとした熱交換器等も採用できる。特に、簡易的な構
成としては、冷媒配管Ｌｃと送水管１９を平行に接触さ
せてロー付けするだけでも一定の効果を得ることができ
る。

【００１８】一方、ドレンパン１３には、図２に示すよ
うに、ドレンパン１３に収容された一定量以上の過剰水
Ｗｒｒを排出する排水部１４を付設する。この場合、排
水部１４は、ドレンパン１３の底面に対して直角に取付
けた排水管４３を使用し、この排水管４３の上端開口
は、ドレンパン１３の底面に対して所定の高さＨｓに設
定する。なお、この高さＨｓは、ドレンパン１３の底面
から上端縁までの高さＨｐよりも低く設定する。また、
ドレンパン１３の下方には、過剰水容器１５を収容可能
な容器収容部４４を設ける。そして、排水管４３の下端
開口は、下方へ突出させ、容器収容部４４に収容した過
剰水容器１５の口部１５ｓに臨ませる。ドレンパン１
３，排水部１４（排水管４３）及び過剰水容器１５は、
余剰水収容部１２を構成する。

【００１９】さらに、加湿媒体３の内側（前側）には、
軸流ファン４５，４５を配設する。軸流ファン４５…
は、加湿媒体３に近接させて配し、加湿媒体３に対する
静圧が大きくなるように考慮する。これにより、送風フ
ァン３９により取入れられた外気（送風Ｆ）は、凝縮器
１６を冷却（空冷）するとともに、送風Ｆは凝縮器１６
により暖められ、この暖められた送風Ｆが軸流ファン４
５…により加湿媒体３に当てられる熱交換部６ａが構成
される。この場合、送風ファン３９により、凝縮器１６
の空冷に必要な一定量以上の風量を確保するとともに、
軸流ファン４５…により、加湿媒体３における水分蒸発
に必要な一定圧以上の静圧（風圧）を確保する。したが
って、送風ファン３９から取入れられた送風Ｆのうち余
分な風量は不図示の排気口から逃がされる。なお、機械
室Ｒ３には、前述した冷凍サイクルＳを構成するコンプ
レッサ３５等の主要構成部品をはじめ、制御部７４等が
収容される。

【００２０】次に、本実施例に係るエアプロセッサ１の
動作（機能）について、図１〜図４を参照して説明す
る。

【００２１】まず、エアプロセッサ１の基本動作につい
て説明する。動作時には、冷凍サイクルＳが運転状態と
なり、冷却器３１は、常時、冷却状態を維持する。ま
た、送風機３３が作動することにより、外気（空気Ａ）
が空気取込口２１ａから取込まれるとともに、冷却器３
１により冷却されて空気調整室Ｒ１に流入する。そし
て、空気調整室Ｒ１内の空気Ａは、送風機３３の吸入口
３３ｉから吸入され、吐出口３３ｏから吐出して、加熱
器３２に供給されるとともに、加熱器３２により加熱さ
れ、空気送出口２１ｂから送出される。送出された空気
Ａは、送気ダクト７１を通り、エアフィルタ７２を介し
て被空調空間７３に供給される。また、被空調空間７３
の温度は、温度センサ７５により検出され、被空調空間
７３の温度が予め設定された目標温度となるように、制
御部７４により加熱器３２がフィードバック制御され
る。

【００２２】一方、冷却器３１で発生するドレイン水Ｗ
は、ドレン水受部４１上に滴落ちるとともに、自然落下
により送水管１９を流れてドレン水供給筒４０の内部に
流入する。この際、熱交換用チャンバ４２の内部では、
ホットガスが流れる冷媒配管Ｌｃから発生する排熱と送
水管１９を流れるドレン水Ｗの熱交換が行われることに
よりドレン水Ｗが暖められ、この暖められたドレン水Ｗ
がドレン水供給筒４０に供給される。これにより、加湿
媒体３におけるドレン水Ｗの蒸発効率がより高められ
る。

【００２３】また、ドレン水供給筒４０に供給されたド
レン水Ｗは、図２に示すように、多数の孔ｈ…から排出
され、多孔質ブロック１１の上面に供給される。ドレン
水Ｗは多孔質ブロック１１内で拡散しながら下方に浸透
して加湿媒体３に至る。したがって、ドレン水Ｗは、加
湿媒体３の上面において一端から他端まで均一な状態で
付与され、加湿媒体３の下方に浸透する。さらに、多孔
質ブロック１１は、フィルタとしての役目も有するた
め、この多孔質ブロック１１によりドレン水Ｗに含まれ
る異物が除去される。よって、この面からも加湿媒体３
におけるドレン水Ｗの蒸発効率が高められるとともに、
加湿媒体３の長寿命化にも貢献できる。しかも、ドレン
水Ｗは水滴により落下することがないため、軸流ファン
４５…からの高い風圧を受けてもドレン水Ｗの水滴が飛
散する不具合は回避される。

【００２４】他方、送風ファン３９の作動により、空気
取入口２１ｃから外気が蒸発室Ｒ２内に流入する。これ
により、凝縮器１６は取入れられた外気（送風Ｆ）によ
り冷却（空冷）されるとともに、同時に、凝縮器１６に
より送風Ｆが暖められ、この暖められた送風Ｆが、軸流
ファン４５…により、加湿媒体３に当てられる。よっ
て、この面からも加湿媒体３におけるドレン水Ｗの蒸発
効率が高められる。この際、送風ファン３９により、凝
縮器１６の空冷に必要な一定量以上の風量が確保される
とともに、軸流ファン４５…により、加湿媒体３におけ
る水分蒸発に必要な一定圧以上の静圧（風圧）が確保さ
れ、送風ファン３９により取入れられた送風Ｆのうち余
分な風量は不図示の排気口から外部に排出される。

【００２５】そして、加湿媒体３に当てられた送風Ｆに
よって、加湿媒体３に浸透したドレン水Ｗが蒸発（気
化）し、外部に放出される。ところで、ドレン水Ｗは、
本来、外気中の水分が凝結したものである。したがっ
て、ドレン水Ｗを気化させることは、凝結した水分を外
気中に戻すことになり、エアプロセッサ１の設置場所の
空気乾燥が防止される。また、ドレン水Ｗが多量に発生
したり、外気の湿度が高い場合には、蒸発しきれないこ
ともあるが、この場合には、加湿媒体３から生じる余剰
水Ｗｒが、ドレンパン１３に収容される。そして、余剰
水Ｗｒが増え、ドレンパン１３に収容された余剰水Ｗｒ
が一定量以上となった場合には、その余分な過剰水Ｗｒ
ｒは排水管４３から排出され、過剰水容器１５に収容さ
れる。このような構成により、所定量の余剰水Ｗｒがド
レンパン１３上に確保されるため、過剰水容器１５に過
剰水Ｗｒｒが直接回収される場合に比べ、過剰水Ｗｒｒ
が回収され過ぎるなどにより、本来蒸発すべき余剰水Ｗ
ｒｒが蒸発できなくなる不具合が回避される。

【００２６】よって、このような本実施例に係るエアプ
ロセッサ１によれば、冷却装置２で発生するドレン水Ｗ
は、送水部５により蒸発部４に供給され、蒸発部４に備
える加湿媒体３に浸透するとともに、加湿媒体３に送風
Ｆが当てられることにより、加湿媒体３に浸透した水分
（ドレン水Ｗ）が蒸発する。したがって、冷却装置２で
発生するドレン水Ｗに対する廃棄作業を排除でき、これ
に伴う無用な労力と時間が費やされる不具合が解消され
る。また、送風Ｆ及びドレン水Ｗは、冷却装置２で発生
する排熱と熱交換されることにより暖められるため、加
湿媒体３におけるドレン水Ｗの蒸発効率がより高められ
る。

【００２７】なお、図５には変更実施例を示す。この変
更実施例は、図１に示した送風ファン３９と軸流ファン
４５…の代わりに、送風ファン３９と軸流ファン４５…
を兼用する送風ファン５１を用いたものである。したが
って、変更実施例の場合には、例えば、蒸発室Ｒ２内の
送風Ｆを排出する排出口５２に流量調整弁５３を付設
し、送風ファン５１の回転数や流量調整弁５３の開閉量
などを制御することにより、凝縮器１６の空冷に必要な
風量と加湿媒体３における水分蒸発に必要な静圧（風
圧）を調整できる。また、５４はハウジング２１の側面
に設けた内部確認用の透明窓である。変更実施例におけ
るその他の構成は、図１の構成と同じである。このた
め、図５において、図１と同一部分には同一符号を付し
てその構成を明確にするとともに、詳細な説明は省略す
る。

【００２８】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，形状，手法等において、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができ
る。例えば、熱交換部６ａ，６ｂは、双方を採用した場
合を示したが、熱交換部６ａと６ｂのいずれか一方のみ
を採用してもよい。また、熱交換部６ｂは、コンプレッ
サ３５と凝縮器１６間の冷媒配管Ｌｃを用いた場合を示
したが、ホットガスバイパス回路１７における冷媒配管
１８を利用することもできる。

【００２９】

【発明の効果】このように、本発明に係るエアプロセッ
サは、加湿媒体に送風を当てることにより加湿媒体に浸
透した水分を蒸発させる蒸発部と、冷却装置で発生した
ドレン水を蒸発部に供給する送水部を備えるため、次の
ような顕著な効果を奏する。

【００３０】（１） 冷却装置で発生するドレン水に対
する廃棄作業を排除できるため、これに伴う無用な労力
と時間が費やされる不具合を解消できる。

【００３１】（２） 送風及び／又はドレン水は、冷却
装置で発生する排熱と熱交換され、送風及び／又はドレ
ン水が暖められるため、加湿媒体におけるドレン水の蒸
発効率をより高めることができる。

【００３２】（３） ドレン水を気化させ、凝結した水
分を外気中に戻すため、エアプロセッサの設置場所にお
ける空気の乾燥を防止できる。

【００３３】（４） 好適な実施の形態により、蒸発部
を、多孔質ブロック，加湿媒体及び余剰水収容部により
構成すれば、ドレン水は、加湿媒体の上面において一端
から他端まで均一な状態で付与されるとともに、フィル
タの役目を有する多孔質ブロックによりドレン水に含ま
れる異物が除去される。したがって、この面からも蒸発
効率を高ることができるとともに、加湿媒体の長寿命化
にも貢献できる。しかも、ドレン水は水滴となって落下
することがないため、軸流ファンからの高い風圧を受け
てもドレン水の水滴が飛散する不具合を回避できる。

【００３４】（５） 好適な実施の形態により、余剰水
収容部を、ドレンパン，排水部及び過剰水容器により構
成すれば、所定量の余剰水がドレンパンに確保されるた
め、過剰水容器に過剰水が直接回収される場合に比べ、
過剰水が回収され過ぎるなどにより、本来蒸発すべき余
剰水が蒸発できなくなる不具合を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係るエアプロセッサの
側面断面図、

【図２】同エアプロセッサにおける蒸発部の一部断面正
面図、

【図３】同エアプロセッサにおける蒸発部の斜視図、

【図４】同エアプロセッサにおける冷凍サイクルのブロ
ック系統図、

【図５】同エアプロセッサの変更実施例を部分的に示す
側面断面図、

【符号の説明】

１ エアプロセッサ ２ 冷却装置 ３ 加湿媒体 ４ 蒸発部 ５ 送水部 ６ａ 熱交換部 ６ｂ 熱交換部 １１ 多孔質ブロック １２ 余剰水収容部 １３ ドレンパン １４ 排水部 １５ 過剰水容器 １６ 凝縮器（コンデンサ） １９ 送水管 Ｌｃ 冷媒配管 Ｓ 冷凍サイクル Ｗ ドレン水 Ｗｒ 余剰水 Ｗｒｒ 過剰水 Ａ 空気 Ｆ 送風

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正一 長野県須坂市大字幸高246番地 オリオン 機械株式会社内 (72)発明者 小淵 充雄 長野県須坂市大字幸高246番地 オリオン 機械株式会社内 Ｆターム(参考） 3L050 AA08 BD05 BE03 BE04 BF03 3L055 BA01 CA03 DA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 取込んだ空気を少なくとも冷却する冷却
   装置を備えるエアプロセッサにおいて、加湿媒体に送風
   を当てることにより当該加湿媒体に浸透した水分を蒸発
   させる蒸発部と、前記冷却装置で発生したドレン水を前
   記蒸発部に供給する送水部を備えることを特徴とするエ
   アプロセッサ。
2. 【請求項２】 前記蒸発部は、前記ドレン水が供給され
   る多孔質ブロックと、この多孔質ブロックに接触させた
   前記加湿媒体と、この加湿媒体で発生した余剰水を収容
   する余剰水収容部を備えることを特徴とする請求項１記
   載のエアプロセッサ。
3. 【請求項３】 前記余剰水収容部は、前記加湿媒体で発
   生する余剰水を収容するドレンパンと、このドレンパン
   に収容された一定量以上の過剰水を排出する排水部と、
   この排水部から排出された過剰水を収容する過剰水容器
   を備えることを特徴とする請求項１記載のエアプロセッ
   サ。
4. 【請求項４】 前記送風及び／又は前記ドレン水を、前
   記冷却装置で発生する排熱と熱交換させる熱交換部を備
   えることを特徴とする請求項１記載のエアプロセッサ。
5. 【請求項５】 前記熱交換部は、前記冷却装置を構成す
   る冷凍サイクルの凝縮器を利用し、この凝縮器を冷却し
   た送風を、前記加湿媒体に当てる送風に用いることを特
   徴とする請求項４記載のエアプロセッサ。
6. 【請求項６】 前記熱交換部は、前記冷却装置に備える
   冷凍サイクルにおけるホットガスの流れる冷媒配管を利
   用し、この冷媒配管と前記送水部の送水管を熱交換可能
   に構成したことを特徴とする請求項４記載のエアプロセ
   ッサ。