JP2005147417A

JP2005147417A - 快風装置

Info

Publication number: JP2005147417A
Application number: JP2003381223A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fukuda; 一雄福田; Takuji Yokoi; 啄二横井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-11
Filing date: 2003-11-11
Publication date: 2005-06-09

Abstract

【課題】
高い冷却能力を維持しながら消費電力の削減，軽量化，小型化を図るとともに、快適な使用感を得る。
【解決手段】
快風装置１０の本体ケース１２には、冷却媒体の通路となるコイル２２を備えた熱交換器１８と送風機３０が収納されており、前記冷却媒体として、フマル酸や塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物の水溶液が用いられる。送風機３０によって外部から取り入れられた空気は、熱交換器１８のコイル２２及びフィン２８の隙間を通過するときに、コイル２２中を流れる熱交換率が高い冷却媒体と熱交換し、温度が低下する。冷却された空気は、ケース１２の吹出口１４を介して外部へ送り出される。一方、温度が上昇した冷却媒体は、冷却装置３４で冷却された後に、ポンプ３６によって熱交換器１８へ送られ循環利用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、外部から取り入れた空気と冷却媒体との熱交換によって冷風を生成する快風装置（ないし冷風装置）に関するものである。

冷風を発生させる装置としては、蒸発温度（沸点）が低い冷媒の気化熱を利用したエアコンや水の気化熱を利用した冷風扇がある。エアコンの冷媒としては、主としてフロンが使用されてきたが、大気中に放出されるとオゾン層の破壊を引き起こす原因になることが確認されて以来、例えば、代替フロンや炭化水素などの他の冷媒への移行が進められつつある。その一方で、自然な冷風により人体に影響が少なく、環境にも優しいという点から、水を冷媒とした冷風扇が注目を集めている。

冷風扇は、水を冷媒とする蒸発器に対して送風機で送風し、水の蒸発による潜熱を利用して空気を冷却するもので、例えば、以下の特許文献１や特許文献２に示す構造のものが提案されている。前記特許文献１に開示された冷風扇機は、本体の底部に取り出し可能に収納された水タンクと、該水タンク内に下部が浸漬され、かつ上部が装置本体内の上部まで延出されたエンドレスベルト状の水フィルタと、該水フィルタを通るようにして送風する送風手段とを有する構造となっている。そして、前記水フィルタに水をしみ込ませて走行させるとともに送風手段を駆動し、前記水フィルタにしみ込んだ水が蒸発する時の気化熱を利用して、装置背面の入口から吸い込んだ空気を冷却して、装置前面の出口から冷風を吹き出すようになっている。また、特許文献２には、吸水性セラミック体の四面に、該吸水性セラミック体よりも高い吸水性を備えた給水体を利用して水を均等に供給し、前記セラミック体の前記左右側面のいずれか一方の近傍に配設されたファンを有する冷風扇が開示されている。
実開平２−１０３６１２号公報特開平９−２８０５９０号公報

しかしながら、以上のような背景技術の冷却能力は、取り入れた空気があたって水の蒸発が行われる水フィルタや吸水性セラミック体の表面積（気化面積）の大きさや、空気の流量、水フィルタなどに付着した水の量に依存するものであり、冷却能力を高めるためには、気化面積を大きくして水分を多量に含ませる必要がある。このため、冷風扇の冷却能力を上げようとすると冷風扇を大きくしなければならず、高い冷却能力を維持したまま小型化を図ることは困難である。また、気化面積が大きくなるほど、送風ファンも大型のものが必要となり、小型化が一層困難になるばかりか、送風ファンを回転駆動させるためのモータの消費電力も増大してしまうという不都合がある。更に、発生する冷風は比較的湿度が高いことから、冷風扇を長時間使用すると閉め切った空間では湿度が高くなって蒸発器での水の蒸発量が減少し、冷房能力が低下したり、水タンクに長時間水を貯留することから雑菌の繁殖を招いたりする恐れがある。

本発明は、以上の点に着目したもので、その目的は、高い冷却能力を維持しながら消費電力の削減，軽量化，小型化を図ることができるとともに、環境に優しく快適な使用感を得ることができる快風装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明は、冷却媒体と空気の熱交換によって外部の空気より低温の空気を得る熱交換手段，該熱交換手段の主面に対して外部の空気を供給する送風手段，を備えるとともに、前記冷却媒体が、少なくともフマル酸又は塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物の水溶液であることを特徴とする。

主要な形態の一つは、前記熱交換手段が、前記冷却媒体の通路となる配管を有することを特徴とする。他の形態は、熱交換後の冷却媒体を冷却する冷却手段を備えるとともに、該冷却手段によって得た低温の冷却媒体を循環使用することを特徴とする。更に他の形態は、前記熱交換手段の少なくとも一方の主面の近傍に、該主面に対して略平行にフィルタ手段を設けたことを特徴とする。更に他の形態は、前記フィルタ手段を、少なくともクエン酸ナトリウムを含む食品添加物を主成分とする含浸液をメッシュ状の繊維に真空含浸させたシート状のフィルタ素材によって形成したことを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明は、冷却媒体と空気の熱交換によって外部の空気より低温の低温空気を得る熱交換手段と、該熱交換手段の主面に対して外部の空気を供給する送風手段を備えるとともに、前記冷却媒体として、少なくともフマル酸又は塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物の水溶液を用いることとしたので、高い冷却能力を維持しながら、快風装置の軽量化・小型化や消費電力の削減を図ることができる。また、前記熱交換手段の主面近傍に、クエン酸ナトリウムを含む食品添加物を主成分とする含浸液をメッシュ状の繊維に真空含浸させたシート状のフィルタ素材によって形成したフィルタ手段を設けることとしたので、更に、冷却能力を向上させる効果が得られる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

最初に、図１を参照しながら、本発明の実施例１を説明する。図１（Ａ）は、本実施例の快風装置を示す斜視図，図１（Ｂ）は、本実施例の断面図である。図１に示すように、快風装置１０は、本体ケース１２の中に、熱交換器１８と、該熱交換器１８に対して外部の空気を送って通過させる送風機３０が収納された構造となっている。前記本体ケース１２の正面側には、前記熱交換器１８を通過して発生した冷風を外部に送るための吹出口１４が設けられており、背面側には、前記送風機３０によって外部の空気を取り入れるための取入口１６が設けられている。

前記熱交換器１８は、冷却媒体の通路となるつづら折り状に配置された熱伝導性のコイル２２と、該コイル２２に密着するように設けられたフィン２８が、２つの主面が開放した枠２０に固定された構造となっている。このため、一方の主面側から熱交換器１８に吹き付けられた空気は、前記コイル２２及びフィン２８の間を通過する際に、熱交換して冷却され、他方の主面側から外部へ吹き出されるようになる。このようなコイル２２には、一端の入口２４から他端の出口２６へ向けて冷却媒体が流される。冷却媒体としては、少なくともフマル酸又は塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物の水溶液が用いられる。なお、必要に応じて他の食品添加物を混合した複合物の水溶液を用いるようにしてもよい。前記コイル２２やフィン２８としては、熱伝導性が高く、前記冷却媒体と反応して腐食したり変質したりしないものであれば、公知の各種のものを用いることができる。

更に、本体ケース１２の外側には、前記熱交換器１８で熱交換して温度が上昇した冷却媒体を冷却する冷却装置３４と、該冷却装置３４を通過した冷却媒体を、再度、前記熱交換器１８に送って循環使用するためのポンプ３６が設けられている。なお、本実施例では、冷却装置３４及びポンプ３６を本体ケース１２の外部に設けることとしたが、必要に応じて本体ケース１２の内側に設けるようにしてもよい。また、本体ケース１２の内側には、前記送風機３０の駆動モータ（図示せず）が設けられている。

次に、本実施例の作用を説明する。まず、電源をＯＮにすると駆動モータが駆動され（いずれも図示せず）、送風機３０により、本体ケース１２の外部の空気が取入口１６から本体ケース１２内へ取り入れられる。また、冷却媒体が熱交換器１８のコイル２２中に流される。前記送風機３０によって取り入れられた空気は、熱交換器１８の一方の主面（図の左側の面）から他方の主面（図の右側の面）へ向けて送られる。すなわち、熱交換器１８の主面と空気の流れが交差するように空気が送られる。熱交換器１８へ向けて送られた空気は、コイル２２及びフィン２８の隙間を通過するときに、コイル２２を介してその中を流れる熱交換率が極めて高い冷却媒体と熱交換し、温度が低下する。そして、冷却された空気が、ケース１２の正面側の吹出口１４を介して外部に向けて送りだされる。

コイル２２の通過中に空気と熱交換して温度が上昇した冷却媒体は、出口２６から冷却装置３４に回収されて冷却される。冷却装置３４は、どのような構成のものであってもよいが、例えば、前記熱交換器１８と同様の構成のものを利用してコイル中に冷却媒体を流し、該コイルに空気を吹き付けて冷却するようにしてもよいし、その際に、圧縮・膨張させるようにしてもよい。このような冷却装置３４を通過した冷却媒体は、ポンプ３６によって配管３８を介して前記熱交換器１８のコイル２２の入口２４に送られ、循環利用される。

以上のような構成の快風装置１０は、冷却溶媒の熱交換率が高く、通常の水を冷却媒体として使用した場合とくらべて効率よく冷却できることから、消費電力の節約や装置の小型化を図ることができる。例えば、消費電力については、水を冷媒とする従来の冷風扇が１００ｗ／ｈ以上、一般のエアコンが１ｋｗ／ｈ以上であるのに対して、本実施例の装置では消費電力を１００ｗ／ｈ以下に抑えることができる。また、例えば、快風装置１０の大きさを５００×５００×２５０ｍｍ以内に小型化することができるため、据付工事が不要な移動式とすることもできる。また、重量を５ｋｇ以下に軽量化することが可能なため、持ち運びにも都合がよい。

このように、実施例１によれば、次のような効果がある。
(1)冷却媒体として、少なくともフマル酸又は塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物の水溶液を使用し、外部の空気との熱交換によって空気を冷却することとしたので、水を冷媒した場合と比較して効率よく冷却ができる。このため、高い冷却能力を維持しながら、装置の小型化や消費電力の削減を図ることができる。
(2)冷却媒体を循環利用するため、補給の必要がなく使用量も少ない。また、水を冷媒とする装置と異なって水の貯留や入れ替えがないため、雑菌の繁殖などによる衛生上の問題を防止することができる。

次に、図２（Ａ）を参照しながら、本発明の実施例２を説明する。図２（Ａ）は本実施例の主要構成を示す斜視図である。なお、上述した実施例１と同一ないし対応する構成要素には同一の符号を用いることとする（以下の実施例についても同様）。

図２（Ａ）に示すように、本実施例は、上述した実施例１の熱交換器１８の両主面の近傍に、より効果的に空気の冷却を行うためのフィルタ４０，４２を設けた構成となっている。熱交換器１８や他の構成要素については、基本的には上述した実施例１と同様である。フィルタ４０，４２は、メッシュ状の繊維からなるシート状のフィルタ素材に、少なくともクエン酸ナトリウムを含む食品添加物を主成分とする含浸液を真空含浸させて得られるものである。そのため、乾燥させた状態のフィルタ素材の表面や繊維間に、クエン酸ナトリウムが付着した状態となっている。なお、本実施例では、図示のようにネット状のフィルタ素材を用いている。また、フィルタ素材に真空含浸させる液としては、少なくともクエン酸ナトリウムを主成分として含んでいればよく、必要に応じて他の成分を複数種類溶かして使用するようにしてもよい。なお、フィルタ素材としては、紙や布など、公知の各種素材を用いることができる。

このようにして形成したフィルタ４０，４２を熱交換器１８の主面近傍に配置すると、送風機３０から供給された空気が、フィルタ４２，熱交換器１８，フィルタ４０の順に通過する。そして、フィルタ４０，４２を通過する際、付着したクエン酸ナトリウムの働きにより、熱交換器１８を単体で使用した場合と比較して、更に、空気の冷却効果を高めることができる。例えば、水を冷媒とする従来の冷風扇では、外気温より２℃程度の温度低下しか見られないところを、本実施例の快風装置では、外気温より５〜８℃程度の温度低下を実現することができる。

このように、実施例２によれば、少なくともクエン酸ナトリウムを含む食品添加物を主成分とする含浸液をメッシュ状の繊維に真空含浸させたシート状のフィルタ素材によって形成したフィルタ４０，４２を、熱交換器１８の主面近傍に配置することとした。このため、該フィルタ４０，４２自体を通過することにより得られる冷却効果と、熱交換器１８による冷却との相乗効果により、熱交換器１８のみを使用した場合よりも更に効率よく冷却を行うことができ、一層、消費電力の削減や装置の小型化・軽量化を図ることができる。

次に、図２（Ｂ）を参照して、本発明の実施例３について説明する。上述した実施例１及び２は、いずれも熱交換器１８の背面に送風機３０を設けた構成となっているが、実施例は、送風機を熱交換器１８の下方に配置した縦型の構成となっている。図２（Ｂ）に示すように、快風装置５０は、本体ケース５２の上方の正面側（図の左側）に熱交換器１８が設けられ、下方に送風機５８が設けられている。前記熱交換器１８の両主面には、上述した実施例２と同様のフィルタ４０及び４２が設けられている。また本体ケース５２の正面側には、前記熱交換器１８を通過して得られた冷却空気を外部へ送り出すための吹出口５４が形成され、下方の正面及び背面側には、外部の空気の取入口５６Ａ及び５６Ｂが形成されている。本実施例の送風機５８は、例えば、シロッコファン，ブロア，ファンモータが一体となった縦型のもので、取入口５６Ａ，５８Ｂから取り込んだ空気を、上方へ向けて送り込み、フィルタ４２，熱交換器１８，フィルタ４０を通過させる構成となっている。本実施例の基本的作用・効果は上述した実施例と同様であるが、本実施例では、送風機５８を熱交換器１８の下方に配置しているため、快風装置５０自体を薄型化することができる。また、縦型の構成となっているため、高い位置に冷風を送りたい場合も適している。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例における熱交換器１８の構成は一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更可能である。送風機３０，５８や冷却装置３４の構成も一例であり、同様の効果を奏するように適宜変更可能である。
(2)冷却媒体として用いる水溶液は、少なくともフマル酸又は塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物を含んでいればよく、必要に応じて他の成分を複数種類混合するようにしてもよい。また、フィルタ素材に含浸させるための含浸液も同様に、必要に応じてクエン酸ナトリウムに加えて他の食品添加物などを複数種類用いるようにしてもよい。

(3)前記実施例２及び３では、フィルタ４０及び４２を熱交換機１８の両主面の近傍に設けることとしたが、いずれか一方の主面にのみ設けるようにしてもよいし、必要に応じて一方あるいは両方を着脱可能な構成とするようにしてもよい。
(4)前記実施例に示した形状，大きさ，重量も一例であり、必要に応じて適宜変更してよい。色彩や模様についても同様に適宜変更可能である。
(5)本発明の快風装置は、屋内空間での使用のほか、移動式にすることにより屋外での使用も可能である。また、物品の保存場所の冷房手段として用いるなど、各種の用途に適用可能である。

本発明によれば、冷却媒体と空気の熱交換によって外部の空気より低温の低温空気を得る熱交換手段と、該熱交換手段の主面に対して外部の空気を供給する送風手段を備えるとともに、前記冷却媒体として、少なくともフマル酸又は塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物の水溶液を用いる。また、少なくともクエン酸ナトリウムを含む食品添加物を主成分とする含浸液をメッシュ状の繊維に真空含浸させたシート状のフィルタ素材によって形成したフィルタ手段を、必要に応じて前記熱交換手段の主面近傍に設けることとしたので、高い冷却能力を有するとともに、消費電力の削減，軽量化，小型化などが求められる快風装置の用途に適用できる。

本発明の実施例１を示す図であり、（Ａ）は斜視図，（Ｂ）は断面図である。本発明の他の実施例を示す図であり、（Ａ）は実施例２の主要部を示す斜視図，（Ｂ）は実施例３の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０：快風装置
１２：本体ケース
１４：吹出口
１６：取入口
１８：熱交換器
２０：枠
２２：コイル
２４：入口
２６：出口
２８：フィン
３０：送風機
３４：冷却装置
３６：ポンプ
３８：配管
４０，４２：フィルタ
５０：快風装置
５２：本体ケース
５４：吹出口
５６Ａ，５６Ｂ：取入口
５８：送風機

Claims

冷却媒体と空気の熱交換によって外部の空気より低温の空気を得る熱交換手段，
該熱交換手段の主面に対して外部の空気を供給する送風手段，
を備えるとともに、
前記冷却媒体が、少なくともフマル酸又は塩化カリウムを含む食品添加物を主成分とする複合物の水溶液であることを特徴とする快風装置。
前記熱交換手段が、前記冷却媒体の通路となる配管を有することを特徴とする請求項１記載の快風装置。
熱交換後の冷却媒体を冷却する冷却手段を備えるとともに、該冷却手段によって得た低温の冷却媒体を循環使用することを特徴とする請求項１又は２記載の快風装置。
前記熱交換手段の少なくとも一方の主面の近傍に、該主面に対して略平行にフィルタ手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の快風装置。
前記フィルタ手段を、少なくともクエン酸ナトリウムを含む食品添加物を主成分とする含浸液をメッシュ状の繊維に真空含浸させたシート状のフィルタ素材によって形成したことを特徴とする請求項４記載の快風装置。