JP2012225551A - 冷風発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸放湿性の高い珪藻土を原料とする多孔質材の表面上で水を気化させたときの高い冷却作用を利用して、冷風発生装置を構成する。
【解決手段】冷却容器２１内に珪藻土を原料とする多孔質材を大量個数充填するとともに、散水器２７，２８から散水する。上記多孔質材は、不定形の礫状体形状をしており、充填領域の内部には、無数の間隙が存在する。ファン１０を作動させて、メッシュ状の底板２２から送風管３３の出力端へ空気を流通させることで、多孔質材表面で水を気化させ、充填領域全体では大きな冷却効率を実現する。散水された水は、受水容器３４からパイプ２０、ポンプ１９を経て、散水器へ還流される。
【選択図】図１

Description

本発明は、水の気化による冷却作用を利用して冷風を発生する冷風発生装置に関するものである。

従来、水の気化作用を利用して冷気を発生させ、かつ、この冷気をファンによって外部へ放出するように構成した冷風の発生装置が知られている。たとえば、特許文献１には、図２に示すような冷風発生装置が開示されている。

この図について説明すると、この図は、冷風発生装置の縦断立面図を表したものであり、枠体１の内部に設けられた２つのローラ（上ローラ５と下ローラ６）の間に巻装された吸水フィルター７は、上ローラ５に取り付けた駆動モータ１２により回動されるが、この時、枠体１の下部の貯水タンク１１内を通って、水分を大量に吸収する。

一方、送風ファン４の回転により、枠体１の吸気口２から空気吹き出し口３へ向けて空気が流通しているので、吸水した吸水フィルター７が下ローラから上ローラへ向かって移動すると、吸気口２から流入した空気によって、吸水フィルター７に吸水されている水が蒸発し、これにより冷やされた空気が、空気吹き出し口３から外部へ吹き出される。

なお、図中の１３は、吸気口２に取り付けられた空気フィルターであり、１４は、空気吹き出し口３に取り付けられた風向板である。以上のような構造をもった冷風発生装置が、特に低電力で室内を涼しくできる装置として市販されている。

しかしながら、実際には、上述の冷風発生装置による冷却効果は、かなり低く、その実用性は、通常のエアコンには遠く及ばないというのが実情である。その原因は、外部から吸入された空気が、高々２回しか吸水フィルターを通過しないため、水の気化量があまりにも少ないことにあるものと考えられる。

特開平１１−０００５１６号公報

解決しようとする問題点は、水の気化作用を利用することにより、低電力で冷気を発生させる冷風発生装置でありながら、通常のエアコンに匹敵するような高い冷却能力を有する冷風発生装置を提供することである。

本発明は、水の気化作用を大きくするために、気化効率が非常に高い固形の多孔質材を用い、この多孔質材の表面で水を気化させることにより、冷風を発生させることを最も主要な特徴とする。

本発明の利点は、構造的に単純でありながら低い消費電力で高い冷却効率が実現できる。更に、製造コストが低く、製造自体も容易である。

図１は、本発明による冷風発生装置の縦断立面図を示した説明図である。（実施例１） 図２は、従来の冷風発生装置の縦断立面図を示した説明図である。

十分な通風性と豊富な気化量を確保するために、水の気化作用が行われる素材として形状が礫状体である多孔質材を使用する。これにより、製造上精密な組み立てを必要としない単純な構造でありながら、高い冷却能力を実現した。

図１は、本発明による冷風発生装置の１実施例の縦断立面図であり、２１は冷却容器、２９は、固形の多孔質材が大量個数充填されている領域である。２７および２８は、本実施例における散水装置を構成する２つの散水器である。これら散水器は、いずれもリング状のパイプ形状をしている。なお、散水器２７のリングの直径は、散水器２８のそれに比し、大きく設定されている。

そして、両者の下部付近に形成された小孔から、前記多孔質材の充填された領域の上端面の略全面にわたって散水が行われる。また、２２は、冷却容器２１の底板であり、通水性を備えたメッシュ構造となっている。なお、このようなメッシュ構造の底板に代えて、無数に多くの細孔が形成された有孔板を使用してもよい。また、３３は、冷却容器に接続された送風管であり、その上端部から冷風が放出される。

なお、本実施例では、容器内に充填された大量個数の多孔質材として、いずれも、吸放湿性（吸水性および気化性）が非常に高い珪藻土を原料とする多孔質セラミックを用いている。更に、これらの充填された個々の多孔質材は、それぞれ、大きさが略１センチから略１０センチ程度の範囲にある不定形の礫状体の形状を有している。このように、不定形の礫状体の形状をしたものを用いているので、容器の多孔質材が充填されている領域２９内には、無数の間隙が存在する。

次に、本実施例の冷風発生装置における冷風発生動作について説明する。まず、給水源１８の水を、電磁弁１７および給水管３０を介して受水容器１４へ供給する。この受水容器内の水位が所定値になると、液面スイッチ１６が作動して電磁弁１７を閉じ、給水が停止される。次に、ポンプ１９を作動させて、受水容器内の水を、パイプ２０を介して前記の散水器２７および２８へ供給し、多孔質材への散水が行われる。

この散水された水は、多孔質材が充填された領域２９内の間隙を通過して充填容器の底板から滴下し、再び、受水容器３４の中へ受水される。以上の説明から明らかなように、ポンプ１９およびパイプ２０は、散水装置から受水容器まで落下した水を、再び散水装置へ還流させるための還流装置として機能している。なお、受水容器の上端部近傍に設けられている殺菌灯２４，２６、および反射板２３，２５は、受水容器内部および水を殺菌するための殺菌装置を構成している。また、ポンプ１９の出力側のパイプ２０の内部にも殺菌灯を設けて、更に水質を改善するようにしてもよい。

そして、以上のように多孔質材が水に濡れた状況で、ファン１０を作動させて多孔質材の充填された領域内に空気を流通させる。これにより、多孔質材に大量に吸水された水を気化させて、多孔質材が充填された領域内全体で大きな冷却作用を生ぜしめる。そして、十分冷却された空気が送風管１３から放出される。なお、この送風管３３内に設けられている３１は、放出される冷風の不快臭を消すための消臭フィルタである。また、３２は殺菌灯であり、消臭フィルタや送風管３３内壁に付着した雑菌、および冷風に含まれる雑菌等を殺菌するための殺菌装置として機能している。

つぎに、本実施例の冷風発生装置における冷却効率について説明する。前記したように、本実施例では、使用される多孔質材を構成する素材として、特に吸放湿性が高い珪藻土を原料とする多孔質セラミックを用いているので、この素材自体が非常に高い気化効率、即ち、高い冷却効率を持っている。

更に、前記のように、個々の多孔質材の形状が、不定形の礫状体の形状であるため、個々の多孔質材の水および空気に対する接触面積は、体積の割に非常に大きいものとなっており、これに起因して、より大きな冷却効率が得られる。以上のように、本実施例では、多孔質材の素材及び形状という２つの要因により、多孔質材が充填されている領域全体では、非常に大きな水の気化作用、即ち、非常に高い冷却効率が実現される。

なお、前述の還流装置による還流動作を長時間にわたって継続すると、多孔質材が充填されている領域に大量の水が定常的に滞留するという状態になる。そして、これにより、多孔質材が充填されている領域の通風性が著しく阻害され、冷却効率が大幅に低下するという事態が起きてくる。本実施例では、これを回避するために、還流装置による還流動作は、３０分おきに５分間だけ実行されるように設定している。

なお、還流動作の動作モードは、必ずしも上記のようなタイミングに限定すべきものではなく、多孔質材が充填される領域の大きさや、散水装置から放出される水の単位時間当たりの量に応じて、最適なモードを設定すればよい。或いは、底板からの水の滴下量と散水装置から散水される水の量とが、丁度バランスするように散水量を絞ることによって、常時、散水を継続する動作モードとしてもよい。

また、本実施例の冷風発生装置を長時間にわたって運転し続けると、受水容器３４内の水位が次第に低下してくるが、一定水位まで低下すると、液面スイッチ１６が反転作動して給水路の電磁弁が開き、受水容器３４への給水が開始されるように設計している。

なお、本実施例では、多孔質材として、形状が礫状体であるものを使用しているが、必ずしもこのような形状に限定されるものではなく、例えば、形状が立方体、直方体、球体、楕円球体、各種棒状体などの様々な形状のものを使用できる。ただし、立方体或いは直方体を使用する場合は、充填領域内で整然と並ばないように充填する必要がある。なお、これらの一定の形状のものを用いる場合は、多孔質材をそのような形状に加工する分、コストが増大し、また、礫状体を使用した場合に比し、多孔質材の体積に対する表面積の割合も低下するので、それに応じて冷却効率も低下することになる。

また、多孔質材の素材として、珪藻土を原料とする多孔質セラミックに代え、他の多孔質セラミックや表面が多孔質の通常の煉瓦を使用して製造コストを抑えることもできる。ただし、この場合には、珪藻土を原料とする多孔質セラミックに比べると吸放湿性が相当に劣るため、冷却効率はそれだけ低下することになる。例えば、鹿沼土を原料とする多孔質セラミックでは、珪藻土を原料とする多孔質セラミックに比べ、吸放湿性が３分の１程度に低下する。

本発明は、構造的に単純であるため、冷風発生装置を大型化することも容易であり、農業用ビニールハウスのような広いエリアを冷却する用途に適用することも可能である。

１ 枠体
２ 吸気口
３ 吹き出し口
４，１０ ファン
５ 上ローラ
６ 下ローラ
７ 吸水フィルター
１１ 貯水タンク
１２ 駆動モータ
１３ 空気フィルター
１４ 風向板
１５ 水
１６ 液面スイッチ
１７ 電磁弁
１８ 給水源
１９ ポンプ
２０ パイプ
２１ 冷却容器
２２ 底板
２３，２５ 反射板
２４，２６ 殺菌灯
２７，２８ 散水器
２９ 充填領域
３０ 給水管
３１ 消臭フィルタ
３２ 殺菌灯
３３ 送風管
３４ 受水容器

Claims (6)

1. １．開口を成す上端部と、通水性を有する底板とを備えるとともに、内部に多孔質材が大量個数充填された冷却容器と、
   ２．該冷却容器内に充填された多孔質材に向けて散水する散水装置と、
   ３．前記冷却容器内の空気を外部へ向けて送風するファンと、
   ４、前記底板から滴下する水をすべて受水する受水容器と、
   ５、該受水容器の中の水を前記散水装置へ還流する還流装置と、を備え、
   更に、前記冷却容器内に充填された個々の多孔質材は、それぞれが、略１センチから略１０センチの範囲内の大きさを有する固形物であることを特徴とする冷風発生装置。
2. 請求項１記載の冷風発生装置において、前記多孔質材は、珪藻土を原料とする多孔質セラミックであることを特徴とする冷風発生装置。
3. 請求項１又は２に記載の冷風発生装置において、前記多孔質材は、その形状が不定形の礫状体であることを特徴とする冷風発生装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の冷風発生装置において、前記還流装置は、一定時間おき毎ごとに所定時間還流動作を実行するものであることを特徴とする冷風発生装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の冷風発生装置において、前記ファンにより送風される空気の消臭を行う消臭装置を備えることを特徴とする冷風発生装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の冷風発生装置において、水を殺菌するための殺菌装置を備えることを特徴とする冷風発生装置。