JP2010038523A

JP2010038523A - 除湿機能付冷風扇

Info

Publication number: JP2010038523A
Application number: JP2008226482A
Authority: JP
Inventors: Motoyoshi Fujimori; 元善藤森
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-18

Abstract

【課題】水を冷却媒体としてその気化熱を利用して冷風を得る冷風扇において、除湿機能を付加し、冷却機能を強化した冷風扇を提供する。
【解決手段】熱電素子のペルチェ素子で構成される冷却手段のペルチェモジュール２１に、熱伝導金属素材を該ペルチェモジュール２１の吸熱部２２にフィン２４として熱的面接続して除湿冷却手段の熱交換ユニット２０を構成し、該熱交換ユニット２０を気化手段の吸水フィルター３０と送風手段の送風ファン４０との間に配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、水を冷却媒体としてその気化熱を利用して冷風を得る冷風扇に関する。

一般に冷風扇は、貯水タンクの水中に吸水フィルターを一部浸漬させ、該吸水フィルターをエンドレスに上下回転させて該吸水フィルターに送風することで、水が蒸発する時の気化熱で冷却して得られる冷風を利用したものが知られている。
これには、貯水タンクに氷や保冷剤を投入して貯水を冷却し、より低温の冷風を得る技術が用いられていた。

水の気化熱を利用して室内を冷房する空気調和機（冷風扇）で、水の気化熱を利用した冷風を吸湿エレメントで除湿し、吸湿した該吸湿エレメントを加熱ヒーターで加熱した空気に接触させて水を分離蒸発させ、水分を含んだ空気を屋外に排出する技術が公開されている（特許文献１参照）。

また、吸水フィルターに吸水された水の気化熱を利用して冷風を得る構造の冷風扇で、貯水タンクの水をペルチェ素子で冷却する技術が公知されている（特許文献２参照）。

特開２００２−８９８６９号公報実登第３０９４２４９号公報

これは次のような問題点があった。
従来の冷風扇では、水が気化する時に多量の熱を周りから吸収して周囲の温度を低下させるが、この水の気化により多量の水蒸気が空気中に放出されるため、この冷風扇によって得られる冷風は多量の湿気を伴った空気となる。
この空気をそのまま使用すると逆に室内湿度を上げる結果となり、夏季の湿度の多い日本の風土環境で使用するのに適するものではなかった。
また、貯水タンクに氷や保冷剤を投入して貯水を冷却して低温の冷風を得る技術は、冷蔵庫や冷凍庫で製氷した氷または保冷剤を取り出して貯水タンク内に投入しなければならないという煩わしさと、貯水の保冷効果を長時間維持できないという問題があった。

特許文献１は、吸湿エレメントで除湿して水分を含んだ空気を屋外に排出する構造のものであるため、屋内と屋外を繋ぐ設置工事が必要となるという問題と、固定設置されることで手軽に場所を変えて使用することができないという簡便性に問題があった。

特許文献２は、貯水タンクの水を氷や保冷剤の代わりにペルチェ素子で冷却して冷風を得るもので、冷水を得るための利便性は向上されるが、得られる冷風に多量の湿気を伴ったものになることに変わりなく、湿度が飽和状態に近づくと蒸発（気化）作用が低下するのに伴い冷却機能が十分に機能しなくなるという問題があった。
本発明は、これらの課題を解決するためになされたものである。

熱電素子のペルチェ素子で構成される冷却手段のペルチェモジュール２１に、熱伝導金属素材を該ペルチェモジュール２１の吸熱部２２にフィン２４として熱的面接続して除湿冷却手段の熱交換ユニット２０を構成し、該熱交換ユニット２０を気化手段の吸水フィルター３０と送風手段の送風ファン４０との間に配設する。
本発明は、以上の構成よりなる除湿機能付冷風扇である。

貯水タンクの水の冷却に氷や保冷剤を必要とせず、水の補給も殆ど必要としないため維持や管理が容易となると共に、送風が除湿されることで室内湿度の上昇が抑えられるため気化機能が低下することも無く、夏季の高温湿度の日本の風土に適した冷風扇として適度に冷却され除湿された体に優しい快適な涼風を得ることができる。
また、スイッチ操作で、冬季の乾燥した室内では適度に加湿された温風が得られる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１に示すように、本体１０下部の貯水タンク５０の水中に気化手段の吸水フィルター３０を一部浸漬させ、浸潤された該吸水フィルター３０をエンドレスに回転させながら送風することで、水が蒸発する時に得られる気化熱で冷却された冷風を利用する冷風扇において、熱電素子のペルチェモジュール２１の吸熱部２２に熱伝導金属素材を使用したフィン２４を熱的面接続し、該ペルチェモジュール２１の放熱部２３にヒートシンク２５を熱的面接続して構成した熱交換ユニット２０を、吸水フィルター３０以降の通風流路に配設する。

これにより吸水フィルター３０を通過した空気を、冷却手段のペルチェモジュール２１の吸熱部２２に熱的面接続させたフィン２４の間隙に、多くの空気を接触され通過させることで冷却して該フィン２１表面に結露を作り空気中の湿気を除湿すると共に冷却する。

図１および図２に示すように、ペルチェモジュール２１の吸熱部２２には、熱伝導性に優れたアルミ等の金属素材を複数に分割して面接続した楕円錘状のフィン２４を設け、該ペルチェモジュール２１の放熱部２３には熱伝導性に優れたアルミ等の金属素材をヒートシンク２５として一体に設けて熱交換ユニット２０を構成する。

上記熱交換ユニット２０のフィン２４を、本体１０の吸水フィルター３０とファンモーター４１により駆動される送風ファン４０との間に配設し、該本体１０の下部に設けた貯水タンク５０に該吸水フィルター３０の一部をプーリー３１と共に水中に浸漬させ、プーリー駆動モーター３３によりプーリー３２を駆動してエンドレスに設けた該吸水フィルター３０を回転させる。

本発明は、吸水フィルター３０から蒸発する気化熱で冷やされた冷風を、熱交換ユニット２０の冷却されたフィン２４間を通過させ、該フィン２４に触れることにより結露させるが、該フィン２４表面に結露した微細な水滴は、他に発生した水滴と結合しながら成長して該フィン２４の表面を滑落しながら該フィン２４の先端部から水滴６０となり該水滴６０の受皿となる貯水タンク５０内に滴下させるため、吸水フィルター３０から蒸発する水を補うため貯水タンク５０への給水が殆ど不要となる。

図３のフィン２４の断面図にも示すように、該フィン２４を楕円錘形に近い形状とすることで、矢印で示す流入空気の受け入れをし易くし、より多くの空気が該フィン２４に接触できるようにしている。
また、フィン２４の表面全体を水に馴染み易い親水性樹脂のＰＶＣ（ポリビニルアルコール）や尿素樹脂、酸化チタン等でコーティングする親水処理をすることで、該フィン２４に付着した結露を該フィン２４の先端部に集め水滴６０を滴下し易くしている。

当実施例では熱交換ユニット２０の配設を吸水フィルター３０と送風ファン４０との間に配設するが、この該熱交換ユニット２０の配設は、通風流路の該吸水フィルター３０以降であれば該送風ファン４０の前部でも後部でもよい。

従来の冷風扇は、吸水フィルターから蒸発する気化熱を利用することで冷風を得ていたが、この時蒸発する水蒸気の飽和限界はその時の温度によっても異なるが、常に放出される水蒸気により室内の湿度が飽和状態に達し、蒸発作用が低下して冷却機能が十分に機能しなくなるという問題があった。
本発明はこの課題を、流入空気がフィン２４に触れることで結露を作り流入空気の除湿を可能とするため、室内の湿度が飽和状態に達することで蒸発作用が抑制され冷却機能が低下することもなく、流入空気は該フィン２４に触れることで除湿されると共に冷却されるため、冷え過ぎのない快適で体に優しい涼風が得られるようになり、夏季の高温湿度の日本の風土に適した冷風扇が得られる。

本発明を温風扇として使用する実施例について説明する。
本発明に使用する熱電素子は、電極への直流電源の印加極性を切り替えることで、熱電素子の両表面の発熱（放熱）と冷却（吸熱）との切換えが簡単に行える。
そこで、図２に示すペルチェモジュール２１の吸熱部２２と放熱部２３に印加される直流電源の印加極性を切換えると、図４に示すように、熱交換ユニット２０のフィン２４には該放熱部２３が熱的面接続されることになり、ヒートシンク２５には該吸熱部２２が熱的面接続された該熱交換ユニット２０構成となる。

当実施例は、実施例１の冷風扇と同じ構造形態のため詳細の記述は省略するが、熱交換ユニット２０の放熱部２３に熱的面接続したフィン２４を、吸水フィルター３０と送風ファン４０との間に配設することで、該吸水フィルター３０から蒸発する水蒸気と流入空気が放熱部２３により温められた該フィン２４間を通過することで、加温され湿気を伴った温風が得られるようになる。
この温風は、電気ヒーター等とは異なり適度に加湿され体に優しい温風となるため皮膚や肌の乾燥が防げると共に、室内の加湿効果も得られる加湿機能付温風扇となる。

当発明を実施例１の冷風扇として使用する時は、本体１０に設置の冷風および温風の切換スイッチ１２を冷風にし、また実施例２の温風扇として使用する時は、冷風および温風の該切換スイッチ１２を温風にすることで切換えることができる。

本発明の構成を説明する側面説明図である。熱交換ユニット２０の正面図である。図２のフィン２４の線Ｘ−Ｘの断面図である。他の実施例での構成を説明する側面説明図である。

符号の説明

１０本体
１１エアーフィルター
１２切換スイッチ
２０熱交換ユニット
２１ペルチェモジュール
２２吸熱部
２３放熱部
２４フィン
２５ヒートシンク
３０吸水フィルター
３１３２プーリー
３３プーリー駆動モーター
４０送風ファン
４１ファンモーター
５０貯水タンク
６０水滴

Claims

貯水タンク５０に浸漬させエンドレスに回転する吸水フィルター３０に送風し、浸潤された水の気化熱を利用する冷風扇において、熱電素子のペルチェモジュール２１の吸熱部２２に熱伝導金属素材をフィン２４として熱的面接続し、該ペルチェモジュール２１の放熱部２３にヒートシンク２５を熱的面接続して構成した熱交換ユニット２０を、該吸水フィルター３０以降の通風流路に配設することを特徴とする除湿機能付冷風扇。
ペルチェモジュール２１の吸熱部２２と放熱部２３に印加される直流電源の印加極性を逆接続する切換スイッチ１２で、熱交換ユニット２０のフィン２４には該放熱部２３を熱的面接続し、ヒートシンク２５には該吸熱部２２が熱的面接続された該熱交換ユニット２０として構成し、加湿機能付温風扇とすることを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付冷風扇。
熱交換ユニット２０のフィン２４の表面を親水処理することを特徴とする請求項１に記載の除湿機能付冷風扇。