JP2012247170A

JP2012247170A - 冷風発生装置

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Publication number: JP2012247170A
Application number: JP2011121642A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Ozawa; 隆久小澤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】冷却装置が取り入れる空気の温度を、外気の温度よりも低下させる冷風発生装置を提供し、この冷風発生装置により、外気温より温度の低下した空気を冷却装置に供給することで、前記冷却装置のファン及びコンプレッサーの負荷を低減させ、消費電力を削減する。
【解決手段】外気を吸入し、該外気の温度を低下させて、水などの熱媒体を空気と直接または間接的に接触さる冷却装置２へ供給する冷風発生装置１であって、吸水性と放湿性を有する吸水材２０と、該吸水材２０に水を供給する水供給部２６とを有し、外気を取り入れ、この外気を前記吸水材２０と接触させ、該吸水材２０が保水する水の気化熱により、前記取り入れた外気の温度を低下させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、外気を吸入し、該外気の温度を低下させ、その温度低下した空気を、水などの冷媒を空気と直接または間接的に接触さる冷却装置へ供給する冷風発生装置に関する。

一般に、冷却塔を用いて、冷却水等の冷媒を大気と直接または間接的に接触させて、前記冷媒を冷却することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１８９２００

前記冷却塔などの冷却装置では、取り入れた外気を用いて、その外気と、冷却水等の冷媒を直接又は間接的に接触させることにより、前記冷媒を冷却しているため、夏場などに外気の温度が上昇すると冷媒の冷却効率が悪くなり、多量の外気を取り入れるために、外気を導入するファン及びコンプレッサーの過負荷運転の必要が生じ、電気を多く消費してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、前記冷却装置が取り入れる空気の温度を、外気の温度よりも低下させる冷風発生装置を提供し、この冷風発生装置により、外気温より温度の低下した空気を冷却装置に供給することで、冷却水等の冷媒の冷却効率が良くなり、前記冷却装置のファン及びコンプレッサーの消費電力を削減させることを目的とするものである。

前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、外気を吸入し、該外気の温度を低下させて、水などの熱媒体を空気と直接または間接的に接触さる冷却装置へ供給する冷風発生装置であって、
吸水性と放湿性を有する吸水材と、該吸水材に水を供給する水供給部とを有し、
外気を取り入れ、この外気を前記吸水材と接触させ、該吸水材が保水する水の気化熱により、前記取り入れた外気の温度を低下させることを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記冷却装置の通気手段により、前記冷風発生装置内に外気を取り入れることを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記吸水材は、多孔質材からなることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記吸水材は、不定形の礫状に形成されていることを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の発明において、前記吸水材は、珪藻土又は多孔質セラミックスからなることを特徴とするものである。

本発明によれば、水供給部により吸水材に水を供給し、この吸水材が吸水した水の気化熱により、取り入れた外気の温度を低下させた後に、冷却装置へ供給することができ、冷却装置の冷却効率を上げ、冷却装置の消費電力を削減することができる。

請求項２記載の発明によれば、取り付ける冷却装置の通気手段を利用して、冷風発生装置内に空気を取り込むことが出来、冷風発生装置の消費電力を少なくすることができる。

本発明の実施例に係る冷風発生装置を冷却塔に取り付けた状態の概略縦端面図。図１のＹ−Ｙ線端面図。本発明の実施例に係る冷風発生装置の概略縦端面図。

本発明の冷風発生装置１は、図１，２に示すように、冷却塔２の空気取入口３の外側に取り付けて使用するものである。

前記冷却塔２は、側部に空気取入口３を設け、上端に排出口４が設けられ、上端部に設けた排気ファン５により、冷却塔２内に空気取入口３から空気を取り入れ、排出口４から排気されるようになっている。冷却塔２内に空気取入口３から空気を取り入れ、排出口４から排気する通気手段としては、排気ファン５以外にも、前記冷却塔２の空気取入口３から空気を取り込み、排出口４から排気できれば吸気ファン等任意の手段を用いることができる。

図に示す前記冷却塔２の内部には、例えば、プレートフィン６ａと伝熱管６ｂを有する熱交換器６が配設され、該伝熱管６ｂ内を図示しない冷却水などの熱媒体（冷媒）が流れ、伝熱管６ｂ，６ｂ相互間を空気が通り抜けできるようになっている。このように、前記空気取入口３から取り入れた空気を、前記熱交換器６を横切らせることで、熱交換器６内の冷媒を冷却するようになっている。

本発明の冷風発生装置１を取り付ける冷却装置は、空気を内部に取り入れて、この取り入れた空気と水などの熱媒体（冷媒）を空気と直接または間接的に接触さることにより、前記熱媒体の温度を低下させる冷却装置であればよく、上記の冷却塔２に限定されず、エアコンディショナー等の室外機など任意の冷却装置の空気取入口の外側に、本発明の冷風発生装置１取り付けて使用することができる。また、既設の冷却装置に対しても、本発明の冷風発生装置１を取り付けて使用することができる。

次に、本発明の冷風発生装置１について説明する。
冷風発生装置１は、ケース１１を有し、該ケース１１の底部には受水部１２が設けられ、該受水部１２には、水道管等の給水源１３から配管１４を介して水が供給され、配管１４の途中には電磁弁１５が設けられている。前記受水部１２の上端部には液面センサ１６が設けられ、受水部１２内の水位が所定以下になると、これを前記液面センサ１６が感知して前記電磁弁１５を開き、受水部１２内の水位が所定以上になると、これを前記液面センサ１６が感知して前記電磁弁１５を閉じ、受水部１２内に少なくとも一定量の水が貯水されるようになっている。

受水部１２の上方には、メッシュやパンチングメタル等の多孔板１７が設けられ、該多孔板１７とケース１１の上端部との間には、吸水材充填室１９が設けられ、該吸水材充填室１９内全体に亘って、保水性と放湿性を有する吸水材２０が多数充填され、吸水材２０，２０相互間には空気が流通できる隙間Ｄが形成されている。前記吸水材２０は、保水性と放湿性を有すれば任意の部材を用いることが出来、例えば、珪藻土、多孔質セラミックス、軽石、炭、活性炭、スポンジ、保水性と放湿性を有する繊維、フィルタ等を用いることができる。この吸水材２０として、多孔質材を用いることが好ましく、例えば、焼成した珪藻土、多孔質セラミックス、軽石、炭を用いることが好ましく、更に好ましくは、吸水量が８０重量％以上のものを用いることが好ましい。また、吸水材２０の形状としては、隣接する吸水材２０，２０相互間に空気の流通空間が形成されるものであれば、任意の形状とすることができるが、不定形で礫状とすることが好ましい。

前記ケース１１内における吸水材２０の上方には、前記吸水材２０に水を供給する散水ノズル２１が設けられている。該散水ノズル２１と前記受水部１２とが配管２３により接続され、配管２３に設けたポンプ２４の駆動により、受水部１２内の水Ｗが散水ノズル２１に供給され、該散水ノズル２１から前記吸水材２０の上部全体に亘って水が散水されるようになっている。受水部１２と散水ノズル２１と配管２３とポンプ２４により、吸水材２０に水を供給する水供給部２６が構成されている。

前記ポンプ２４を、常に駆動させても、吸水材２０全体が吸水されていれば間欠的に駆動させても良い。本実施例においては、図示しないタイマにより、間欠的にポンプ２４を駆動させ、間欠的に散水ノズル２１より散水されるようになっている。ポンプを駆動する時間、及び停止時間は、吸水材２０全体に吸水されるように、散水ノズル２１からの散水量、吸水材２０の吸水量と、吸水材２０からの水の蒸発量等から任意に設定する。

前記ケース１１の一つの側面には、ケース１１内に外気を取り込む取入口２７が形成され、ケース１１の他の側面には、ケース１１内の空気を排出する排気口２８が設けられ、取入口２７は、吸水材２０が充填されている吸水材充填室１９の側部全体に設けられ、取り込まれた外気は、吸水材２０全体と接触するようになっている。前記取入口２７の外側には、相互に離間した多数のフィン２７ａが設けられ、排気口２８の外側には、パンチングメタル等の多孔板２８ａが設けられている。

なお、本発明の冷風発生装置１は、図１，２に示す形状に限定されず、これを取り付ける冷却塔２等の空気取入口３の形状や、設置場所に応じて任意に設計することができる。

次に、本発明の冷風発生装置１の使用方法について説明する。
冷風発生装置１を、図１，２に示すように、冷却塔２の空気取入口３の外側に取り付けて使用する際には、冷風発生装置１の排気口２８と冷却塔２の空気取入口３の間の隙間３０ａの外周を覆い板３０等により覆い、排気口２８からの排気以外の空気は、冷却塔２内に流入しないようにすることが好ましい。

本発明の冷風発生装置１を、図１，２に示すように、冷却塔２の空気取入口３の外側に取り付けると、冷却塔２の排気ファン５の吸引により、冷風発生装置１の取入口２７から外気が図１の矢印Ａのように取り込まれ、吸水材充填室１９内を通過して、排気口２８から排出され、冷却塔２の空気取入口３から矢印Ｂのように冷却塔２内に流入する。この状態で、給水源１３より受水部１２内に水を供給した後に、ポンプ２４を起動し、受水部１２内の水を散水ノズル２１から散布する。散布された水は、吸水材２０、２０間の隙間Ｄを通り、その間に吸水材２０に吸水される。吸水されなかった余剰の水は多孔板１７を経て受水部１２へと戻る。

前記のように取入口２７から取り込まれ外気が、吸水材２０、２０間の隙間Ｄを通る間に、吸水材２０に吸水された水が気化して、取り込まれた外気を冷却する。冷却された外気（空気）は、排気口２８より排出された後に、空気取入口３から冷却塔２内に取り込まれ、熱交換器６を矢印Ｃのように通過し、冷却塔２の排出口４より外部へ排出される。

このように、冷却塔２内へ取り込まれる空気の温度を、本発明の冷風発生装置１を取り付けることにより、外気温より低下させることが出来、冷却塔２の冷却効率を上げ、冷却塔２の消費電力を削減することができる。また、冷風発生装置１は、冷却塔２の排気ファン５の吸気作用を利用して外気を内部に取り入れるため、ポンプ２４以外の電源は殆ど不要になり、冷風発生装置１自体の消費電力も少ない。

また、吸水材２０として、大きさが１０〜１００ｍｍの不定形な礫状のものを用いた場合には、吸水材２０が充填された空間内に多くの空隙を形成することが出来るとともに、不定形に形成されていることにより吸水材２０の気化作用面積を大きくすることができる。また、不定形の礫状である吸水材２０を積み重ねることにより、吸水材２０，２０間の屈曲した隙間Ｄを流れる空気の流通経路が複雑に入り組むことで、吸水材２０との接触面積が増加するとともに、空気の滞留時間が増加し、空気の冷却効率を上げることができる。また、吸水材２０として、不定形で礫状体を用いることで、吸水材２０の成形コストを安価にすることができる。

また、前記のように、本発明の冷風発生装置１は、構造が単純なため、製造コスト及びメンテナンスのコストを低く抑えることができる。

更に、本発明の冷風発生装置１は、既設の冷却装置に対しても取り付けることができるために、既設の冷却装置の省電力化を容易に実現することができる。

１冷風発生装置
２冷却装置
５通気手段（排気ファン）
２０吸水材
２６水供給部

Claims

外気を吸入し、該外気の温度を低下させて、水などの熱媒体を空気と直接または間接的に接触さる冷却装置へ供給する冷風発生装置であって、
吸水性と放湿性を有する吸水材と、該吸水材に水を供給する水供給部とを有し、
外気を取り入れ、この外気を前記吸水材と接触させ、該吸水材が保水する水の気化熱により、前記取り入れた外気の温度を低下させることを特徴とする冷風発生装置。
前記冷却装置の通気手段により、前記冷風発生装置内に外気を取り入れることを特徴とする請求項１記載の冷風発生装置。
前記吸水材は、多孔質材からなることを特徴とする請求項１又は２記載の冷風発生装置。
前記吸水材は、不定形の礫状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の冷風発生装置。
前記吸水材は、珪藻土又は多孔質セラミックスからなることを特徴とする請求項３又は４記載の冷風発生装置。