JP2008164230A - Cold air generating unit and cold air generating device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷房機器、冷凍機等を使用することなく、簡易な装置により小電力で建物内に冷風を吹出し可能とする冷風発生用ユニット及びこれを用いた冷風発生装置に関する。 The present invention relates to a cold air generating unit that can blow cold air into a building with a small amount of electric power using a simple device without using a cooling device, a refrigerator, and the like, and a cold air generating device using the same.
従来より、夏季における室内用冷風発生装置としては、圧縮機、凝縮器、膨張弁、熱交換器からなる冷凍サイクルを利用した冷房機器が専ら使用されていたが、近年、省電力化を図った室内用冷風発生装置が幾つか提案されている。 Conventionally, as a cold air generator for indoor use in the summer, cooling equipment using a refrigeration cycle consisting of a compressor, a condenser, an expansion valve, and a heat exchanger has been exclusively used. Several indoor cool air generators have been proposed.
例えば、下記特許文献1では、建物内に冷却ユニットを設けて、冷水発生装置で作られた冷水と冷却ユニットに取り入れた空気を顕熱交換して冷風空気を形成し、冷風空気を建物内の下部付近に循環させて外部に排出すると共に、建物内に換気装置を設けて喚起空気を形成し、建物内の上部付近を循環させて外部に排出するようにした冷風換気装置が提案されている。 For example, in Patent Document 1 below, a cooling unit is provided in a building, and cold air is formed by exchanging sensible heat between the cold water produced by the cold water generator and the air taken into the cooling unit. A cold air ventilator has been proposed that circulates near the lower part and discharges it to the outside, and also provides a ventilator inside the building to form arousal air and circulates near the upper part of the building to discharge it to the outside. .
また、下記特許文献2では、蓄熱庫内に蓄熱剤を収納し、蓄熱時は下部の吸込み口及び上部の吹出し口を閉鎖し内気循環して該蓄熱剤を冷却装置で冷却或いは加熱装置で加熱する一方、冷暖房時は該吸込み口及び吹出し口を開放して室内空気を庫内に吸い込み該蓄熱剤と熱交換して室内に吹き出す蓄熱式空気調和装置において、前記蓄熱庫内に前記蓄熱剤を収納する蓄熱室と、一端が前記蓄熱室の下部から前記吸込み口に臨み、他端が前記吹出し口及び該蓄熱室の上部開口に臨むバイパス通路と、前記蓄熱庫内の上部寄りで前記蓄熱室と前記バイパス通路とを連通させる空気穴と、前記空気穴の部位と前記蓄熱室の上部開口の部位との間の前記バイパス通路内に設置され庫内空気の内気循環及び庫外空気の吸込み及び吹出しを行う送風機と、前記バイパス通路の流通面積と前記空気穴の流通面積とをそれぞれ相反するように開閉制御するエアミックスダンパとを設けた蓄熱式空気調和装置が提案されている。
Further, in
更に、下記特許文献3では、建物の屋根を上下に貫通し、内部に上下方向に延在する空気通路が形成された塔体と、前記塔体の上部に設けられた空気取り入れ口と、前記塔体の下部に設けられた水槽と、前記建物内における塔体の側面に設けられた空気吹き出し口と、前記空気通路内において空気通路の上部から下方に向けて前記水槽内の水をシャワー状に噴出させる水噴出手段とを備える冷風装置が提案されている。
しかしながら、上記特許文献1記載の発明の場合は、従来のものよりも小電力化が図れるものの、冷却水発生装置のために建物外部に冷却塔を構築する必要があり、装置構成が大掛かりとなるなどの問題がある。また、上記特許文献2記載の発明は、消費電力の少ない時間帯を利用して蓄熱庫内に蓄熱材を冷却又は加熱し、蓄熱材に蓄えられた熱を冷房熱源又は暖房熱源として利用するものであるが、省電力化の程度に限界がある。
However, in the case of the invention described in Patent Document 1, although it is possible to reduce the electric power compared to the conventional one, it is necessary to construct a cooling tower outside the building for the cooling water generator, and the apparatus configuration becomes large. There are problems such as. Further, the invention described in
また、上記特許文献3記載の発明は、散水した水滴の気化熱により空気が冷却され、冷風となって室内に吹き出されるようにしたものであり、かなりの省電力化が期待できるが、建物の屋根を上下に貫通して塔体を設ける必要があり、実際的でないなどの問題があった。
In addition, the invention described in
そこで本発明の主たる課題は、冷房機器、冷凍機等を使用することなく、簡易な装置により小電力で建物内に冷風を吹出し可能とする冷風発生用ユニット及びこれを用いた冷風発生装置を提供することにある。 Therefore, the main problem of the present invention is to provide a cold air generating unit that can blow cold air into a building with a small amount of power with a simple device without using a cooling device, a refrigerator, etc., and a cold air generating device using the same. There is to do.
前記課題を解決するために請求項1に係る本発明として、中空断面を成すユニット本体の外面に近接して細メッシュのネット状部材を張設したことを特徴とする冷風発生用ユニットが提供される。 In order to solve the above-mentioned problem, a cold wind generating unit is provided as a first aspect of the present invention, characterized in that a fine mesh net-like member is stretched close to the outer surface of the unit body having a hollow cross section. The
上記請求項1記載の発明では、円筒状、角筒状等の中空断面を成すユニット本体の外面に近接して細メッシュのネット状部材を張設した冷風発生用ユニット構造とする。前記冷風発生用ユニットは壁面又は屋根面に沿って、縦配向で1又は複数並配置するとともに、上端側及び下端側に接続したダクトを夫々、室内側に導き、室内空気を循環可能な構成とし、前記冷風発生用ユニットの室外側露出部分において、冷風発生用ユニットの上部に給水部を設けるとともに、前記冷風発生用ユニットの下部に受水部を設け、前記給水部に供給した水を冷風発生用ユニットのネット状部材の表面又はユニット本体とネット状部材との間に給水し、ネット状部材を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニットの冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給可能とする。また、同時に気化熱によって建物周囲の空気から熱を奪い大気温度を下げるため建物の外壁温度を低減できるようになる。 According to the first aspect of the present invention, a unit structure for generating cold air is provided in which a net-like member having a fine mesh is stretched close to the outer surface of a unit main body having a hollow cross section such as a cylindrical shape or a rectangular tube shape. The cold air generating unit is arranged in parallel with one or more along the wall surface or the roof surface, and the ducts connected to the upper end side and the lower end side are respectively led to the indoor side so that indoor air can be circulated. In the exposed part of the cold wind generating unit, a water supply unit is provided at the upper part of the cold wind generating unit, a water receiving unit is provided at the lower part of the cold wind generating unit, and the water supplied to the water supply unit is generated by the cold wind. Water is supplied between the surface of the net-like member of the unit or between the unit main body and the net-like member, and the cooling air generating unit is cooled by encouraging evaporation while flowing down through the net-like member. The air cooled by the heat exchange can be supplied into the room. At the same time, the heat from the air around the building is removed by the heat of vaporization and the atmospheric temperature is lowered, so that the outer wall temperature of the building can be reduced.
一方、本冷風発生用ユニットでは、ネット状部材のメッシュ開口及びネット状部材とユニット本体外面との間に表面張力によって水が保持されるため、給水された水を一様な水膜状に形成できるとともに、風等による飛散を防止できる。また、前記ネット状部材のメッシュ開口及びネット状部材とユニット本体外面との間に水が保持されているとともに、ネット状部材による流水抵抗のために、水が受水部まで流れるのに要する時間が長くなるため、節水効果と蒸発効率に優れるものとなる。 On the other hand, in this cold wind generating unit, water is retained by surface tension between the mesh opening of the net-like member and the net-like member and the outer surface of the unit body, so the supplied water is formed in a uniform water film shape In addition to being able to prevent scattering due to wind and the like. In addition, water is held between the mesh opening of the net-like member and the net-like member and the outer surface of the unit main body, and the time required for the water to flow to the water receiving portion due to resistance to flowing water by the net-like member. Therefore, the water-saving effect and the evaporation efficiency are excellent.
請求項2に係る本発明として、前記ネット状部材の張設面に対応するユニット本体の外面を凹凸面としてある請求項1記載の冷風発生用ユニットが提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the cold air generating unit according to the first aspect, wherein the outer surface of the unit body corresponding to the stretched surface of the net-like member is an uneven surface.
上記請求項2記載の発明では、ネット状部材の張設面に対応するユニット本体の外面を凹凸面とするものであり、凹凸面によって水の流れを制御することが可能になるとともに、流水との接触面積の増大によって熱交換効率を向上させることができる。 In the invention of the second aspect, the outer surface of the unit body corresponding to the stretched surface of the net-like member is an uneven surface, and the flow of water can be controlled by the uneven surface, The heat exchange efficiency can be improved by increasing the contact area.
請求項3に係る本発明として、前記ユニット本体の中空部内面に多数の熱交換用フィンを設けてある請求項1,2いずれかに記載の冷風発生用ユニットが提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the cold air generating unit according to any one of the first and second aspects, wherein a large number of heat exchange fins are provided on the inner surface of the hollow portion of the unit body.
上記請求項3記載の発明は、前記ユニット本体の中空部内面に多数の熱交換用フィンを設けるようにしたものであり、循環空気との熱交換率が向上するようになる。 According to the third aspect of the present invention, a large number of heat exchange fins are provided on the inner surface of the hollow portion of the unit main body, and the heat exchange rate with the circulating air is improved.
請求項4に係る本発明として、前記ネット状部材とユニット本体外面との離間幅を1〜4mmとしてある請求項1〜3いずれかに記載の冷風発生用ユニットが提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the cold air generating unit according to any one of the first to third aspects, wherein a separation width between the net-like member and the outer surface of the unit main body is 1 to 4 mm.
上記請求項4記載の発明は、前記ネット状部材とユニット本体外面との離間幅を1〜4mmとするものであり、前記間隙でネット状部材を張設することにより、散水された水がユニット本体の外面を直に流下するのではなく、前記ネット状部材のメッシュ開口又はネット状部材とユニット本体外面との間に表面張力によって水が保持されるとともに、ネット状部材による流水抵抗が大きいため遅い速度で流下するようになる。
The invention according to
請求項5に係る本発明として、前記ネット状部材のメッシュは0.5〜1.0mm四方の開口寸法のものを用いる請求項1〜4いずれかに記載の冷風発生用ユニットが提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the cold air generating unit according to any one of the first to fourth aspects, wherein the mesh of the net-like member has an opening size of 0.5 to 1.0 mm square.
上記請求項5記載の発明は、前記ネット状部材のメッシュを0.5〜1.0mm四方の開口寸法とするものであり、散水された水が表面張力によってメッシュ開口部に保持され易くなる。 In the invention according to the fifth aspect, the mesh of the net-like member has an opening size of 0.5 to 1.0 mm square, and the sprayed water is easily held in the mesh opening due to surface tension.
請求項6に係る本発明として、前記請求項1〜5いずれかに記載の冷風発生用ユニットを壁面又は屋根面に沿って1又は複数並配置するとともに、上端側及び下端側に接続したダクトを夫々、室内側に導き室内空気を循環可能な構成とし、前記冷風発生用ユニットの室外側露出部分において、冷風発生用ユニットの上部に給水部を設けるとともに、前記冷風発生用ユニットの下部に受水部を設け、前記給水部に供給した水を冷風発生用ユニットのネット状部材の表面又はユニット本体とネット状部材との間に給水し、ネット状部材を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニットの冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給するようにしたことを特徴とする冷風発生装置が提供される。
As this invention which concerns on
以上詳説のとおり本発明によれば、冷房機器、冷凍機等を使用することなく、小電力で簡易な装置により建物内に冷風を吹出し可能とすることができる。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to blow cool air into a building with a simple device with low power without using a cooling device, a refrigerator, or the like.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図1は本発明に係る冷風発生装置1の室外側姿図、図2は図1のII−II線矢視図、図3は図1のIII−III線矢視図、図4は図1のIV−IV線拡大図、図5はその要部拡大図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a view of an outdoor side of a cold air generator 1 according to the present invention, FIG. 2 is a view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a view taken along the line III-III in FIG. IV-IV line enlarged view, FIG. 5 is the principal part enlarged view.
図1〜図3に示されるように、本冷風発生装置1は、ユニット本体20の外面に近接して細メッシュのネット状部材21を張設した冷風発生用ユニット2,2…を建物壁面Hから所定の距離だけ離間させた状態で、壁面に沿って縦配向で多数並列配置するとともに、上端側及び下端側に接続したダクト7,8を夫々、室内側に導くとともに、ダクト流路の中間に送風機(図示せず)を配置して、室内空気を循環可能な構成とし、一方前記冷風発生用ユニット2,2…の室外側露出部分において、前記冷風発生用ユニット2,2…の上部に給水部3を設けるとともに、前記冷風発生用ユニット2,2…の下部に受水部4を設け、前記給水部3に供給した水を冷風発生用ユニット2,2…のネット状部材21の表面又はユニット本体20とネット状部材21との間に給水し、ネット状部材21を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニットの冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給可能としたものである。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the cold air generating apparatus 1 includes cold
以下、更に冷風発生用ユニット2の構造と冷風発生装置1とに分けて具体的に詳述する。
Hereinafter, the structure of the cold
〔冷風発生用ユニット2の構造〕
前記冷風発生用ユニット2は、詳細には図5に示されるように、円筒状の中空断面を成すユニット本体20に外面に近接して細メッシュのネット状部材21を張設した構造のものである。前記ユニット本体20の材質は、樹脂、鋼材などによって製作することができるが、好ましくは熱伝導率の高いアルミやアルミ合金とし、押出し成型で製作するのが望ましい。また、表面に酸化チタン被膜を形成すれば、親水性が良好となり水の拡散性が上がるため蒸発が促進されるとともに、酸化チタンの抗菌性によりカビの発生を防ぎ、かつ汚れが付着し難いものとなる。前記ユニット本体20やネット状部材21には、意匠性を考慮して着色や、絵や模様を施すようにしてもよい。
[Structure of cold air generating unit 2]
As shown in detail in FIG. 5, the cold
なお、本形態例では、円筒状のユニット本体20の例を示したが、図9に示されるように、角筒状の中空断面とし、表面及び裏面に夫々、ネット状部材21を張設した構造としても良いし、図10に示されるように、2つの斜辺を長くした二等辺三角断面とし、2つの斜辺に夫々、ネット状部材21を張設した構造としてもよい。この二等辺三角断面の場合は、上記角筒断面と比較すると、受熱面(ネット状部材21の非張設面)を小さく、ネット状部材21を張設した冷却面を大きく確保できるため冷却効果に優れるようになる。これら以外にも図11に示されるように、平板状のユニット本体23Aと円弧状外装板23Bとを組合せることによって中間断面を構成するようにした冷風発生ユニット22とすることでもよい。
In the present embodiment, an example of the cylindrical unit
前記ユニット本体20においては、前記ネット状部材21の張設面に対応するユニット本体20の外面、図示例では表面側を凹凸面、図示例では幅方向に所定の間隔で断面三角形状の凸部20a、20a…を形成した凹凸面としている。外面を凹凸面とすることによって、水の流水路の分離等、流水を制御することが可能になるとともに、流水との接触面積の増大を図ることによって熱交換効率を向上させることができる。
In the unit
また、前記ユニット本体20の中空部内面には多数の熱交換用フィン20b,20b…を設けるようにすることが望ましい。前記熱交換用フィン20bによって、循環空気との熱交換効率が向上し、効果的に空気を冷却することができる。
Further, it is desirable to provide a large number of
前記ネット状部材21は、ユニット本体20外面との離間幅Sを1〜4mm、好ましくは2〜3mmとした状態で張設するのが望ましい。離間幅Sが1mm未満の場合は、ネット状部材21とユニット本体20外面との間に水が保持されづらくなり、ユニット表面に保持される流水量が少なくなり蒸発効率が低下する。離間幅Sが4mmを超える場合は、散水された水がユニット本体20の外面のみを伝わって早い速度で流下するようになるとともに、風等によってユニット本体20の外面から離散し飛散し易くなるため好ましくない。
The net-
前記ネット状部材21は、ステンレス等の金属ネット、合成樹脂製のネット等を好適に用いることができる。メッシュは0.5〜1.0mm四方の開口寸法のものを用いるのが望ましい。メッシュ寸法が0.5mm未満である場合には、施工後の外観が板面状に見えるようになるとともに、メッシュ開口部での保水量が減少するため蒸発効率が低下する。また、メッシュ寸法が1.0mmを超える場合は、水が飛散し易くなるとともに、表面張力が切断されメッシュ開口部での保水量が低下するようになる。
As the net-
前記ネット状部材21は、図5に示されるように、ユニット本体20の外面側に部材長手方向に沿って凹条溝20cを形成しておき、ビード24を嵌入することにより、ネット状部材21の端部を支持するようにすればよい。
As shown in FIG. 5, the net-
〔冷風発生装置1〕
前記冷風発生用ユニット2を用いて冷風発生装置1を構成するには、図1〜図3に示されるように、冷風発生用ユニット2,2…を建物壁面Hから所定の距離だけ離間させた状態でかつ壁面Hに沿って縦配向で多数並列配置し、上端側及び下端側に接続したダクト7,8を夫々、室内側に導くとともに、ダクト流路の中間に送風機(図示せず)を配置して、室内空気を循環可能な構成とする。図示の例では、下側から上側への向かう上昇流の循環流路としている。
[Cold air generator 1]
In order to configure the cold air generating device 1 using the cold
前記冷風発生用ユニット2の室外側露出部分においては、前記冷風発生用ユニット2,2…の上部に給水部3を設けるとともに、前記冷風発生用ユニット2,2…の下部に受水部4を設けるようにする。
In the outdoor exposed portion of the cold
前記給水部3は、詳細には図7に示されるように、上下に2つの中空部3a、3bが連設された冷風発生用ユニット2を外嵌する環状中空部材とされる。前記中空部3a、3bは仕切り壁に形成された流量調整用オリフィス孔3cによって連通されるとともに、上部側中空部3bの背面側壁部に水平方向に連続する溢流用スリット3dが形成され、この溢流用スリット3dを前記冷風発生用ユニット2側に臨ませるように配置されている。前記下部側中空部3aには給水管5(先端ホース部)が接続され、水が給水されると、下部側中空部3aから前記流量調整用オリフィス孔3cを通って上部側中空部3bに至り、前記溢流用スリット3dを溢流した水が冷風発生用ユニット2に散水される。
As shown in detail in FIG. 7, the
前記受水部4は、冷風発生用ユニット2を外嵌する環状の受樋部4aが形成された部材とされる。前記受樋部4aには配水管6が接続され、前記冷風発生用ユニット2から滴下する水が外部に排水される。なお、貯留槽(図示せず)を別途設けておき、前記排水管6の水を貯留するとともに、前記給水管5によって冷風発生用ユニット2に供給する循環系配管とするのが望ましい。
The
そして、前記給水部3に水を供給し冷風発生用ユニット2のネット状部材21の表面又はユニット本体20とネット状部材21との間に給水し、ネット状部材21を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニット2の冷却を図り、冷風発生用ユニット2の筒状空間を循環させている空気との熱交換により空気を冷却した後、室内に供給するようにする。
And while supplying water to the
本冷風発生用ユニット2においては、前記給水部3から冷風発生用ユニット2,2…に均等に供給された水は、前記ネット状部材21のメッシュ開口及びネット状部材21とユニット本体2外面との間に表面張力によって保持されながら、ネット状部材21の面に水膜を一様に形成するとともに、メッシュによる流水抵抗が大きいため低い流水速度で流下するようになるため、受水部4まで流下するのに要する時間が長くなることによって高い蒸発効率が維持されるようになる。また、ネット状部材21面の水は、メッシュ開口やネット状部材21とユニット本体20との間隙に高い表面張力で保持されているため、風を受けても飛散しづらいものとなる。
In the cold
また、給水制御例としては種々の方法が考えられるが、例えば図12に示される制御方法とすることができる。 Moreover, although various methods can be considered as an example of water supply control, for example, the control method shown in FIG.
図12に示される給水制御は、連続給水方式と、水温監視の下で可変給水方式とを可能としたものである。受水部4内部に水温計30を配設し、一方給水ラインに電磁流量制御弁32を配設するとともに、その両側に手動開閉弁31a,31bを配設し、かつその外側を迂回するバイパス路33を設け、その中間に手動開閉弁31cを設けた構成としたものである。連続給水方式の場合は、手動開閉弁31a、31bを閉じ、バイパス路33の手動開閉弁31cを開として給水を行うようにする。また、可変給水方式とする場合には、手動開閉弁31a、31bを開き、バイパス路33の手動開閉弁31cを閉とした状態で、ユニット本体20の表面温度を把握するために、受水部4に配設した水温計30により冷却用ユニット2を流下し終えた水の温度を計測し、この温度計測値を制御器33に入力する。制御器33では、計測された水温に基づき、定性的には水温が高い場合には蒸発効率が高いものと判断し前記電磁流量制御弁32を高い開度に設定し、水温が低い場合には蒸発効率が悪いものと判断し前記電磁流量制御弁32を0か低い開度に設定するようにする。
The water supply control shown in FIG. 12 enables a continuous water supply system and a variable water supply system under water temperature monitoring. A
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、建物の壁面を対象として本冷却構造1を設置したが、建物の屋根面に対しても同様に適用することが可能である。
[Other examples]
(1) In the above embodiment, the cooling structure 1 is installed for the wall surface of the building, but it can be similarly applied to the roof surface of the building.
1…冷風発生装置、2…冷風発生用ユニット、3…給水部、4…受水部、5…給水管、6…配水管、、20…ユニット本体、20a…凸部、20b…熱交換用フィン、21…ネット状部材、H…壁面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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