JP2016020782A - 気化式空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】水の気化熱を利用して空気を冷却するにあたって、冷却効率の向上が図られた気化式空気調和機を提供する。
【解決手段】気化式空気調和機１は、複数の空気冷却材１１が金属材料からなるとともに互いに送風ファン６による空気流通方向と交差する方向に所定間隔をあけて並べて配置されて各々の一部が空気流通路５の内側に位置し、他の一部が貯水部３０が貯留する水Ｗに接触する。さらに、気化式空気調和機１は、空気冷却材１１の平面部１１ａ及び周縁部１１ｂに近接して設けられて貯水部３０の貯水領域Ｗｆを空気冷却材１１の一部を収容する内側領域Ｗｆ１とその外側領域Ｗｆ２とに区分する隔壁７と、隔壁７に設けられて貯水領域Ｗｆの内側領域Ｗｆ１と外側領域Ｗｆ２とを連通させる通水路７ｄと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は気化式空気調和機に関する。

気化式空気調和機は水の気化により気化熱が奪われる現象を冷却及び加湿に利用する装置である。ここで、図１３に従来の気化式空気調和機の一例を示す。

図１３に示した従来の気化式空気調和機１００は筐体１０１の内部の下部に配置した水タンク１０２と、上部に配置した給水樋１０３とを備える。水タンク１０２の内部の水はポンプ１０４で給水樋１０３に給水される。水タンク１０２及び給水樋１０３の内部の網掛け部は貯留された水を表している。給水樋１０３の下方には蒸発ネット１０５が垂直に配置される。給水樋１０３は蒸発ネット１０５に所定の時間当たり滴下量で水を滴下する。これにより、蒸発ネット１０５は湿潤状態となる。

クロスフローファン（図示せず）を内蔵した送風装置１０６を駆動すると、筐体１０１の背面１０１Ｒの吸込口１０７から吸い込まれ蒸発ネット１０５を通過する気流が発生する。図１３の白抜き矢印は空気流通方向を示す。この気流により蒸発ネット１０５を湿潤させている水が気化し、冷却作用が生じる。空気は冷却されるとともに加湿され、筐体１０１の正面１０１Ｆのルーバー付き吹出口１０８から室内に吹き出される。

このような気化式空気調和機はこれまで多々工夫されて実現されており、その例が特許文献１及び２に開示されている。

特許文献１に記載された従来の気化式空気調和機は送風装置と、下端部を水槽部内の水に浸漬した気化フィルタと、気化フィルタの周囲を保持するフィルタケースとを備える。送風装置によって吸込口から吸い込まれた室内の乾燥した空気をヒータを通過させて加熱した後、水槽部の水により湿潤した気化フィルタを通過させて吹出口から吹き出す。フィルタケースは風路方向と平行に回転可能であり、風路方向に開口して風路方向と平行な左右が平板をなして上下面が回転半径と同一半径の円弧状をなす。さらに、フィルタケースが回転時に通過する風路上面部はフィルタケースの上下面と所定の間隙を保持すべく円弧形状をなす。

特許文献２に記載された従来の気化式空気調和機（加湿器）は水タンクと、水タンク内の水を所定量溜める貯水部と、回転可能なフィルタ部材と、ファンとを備える。フィルタ部材は互いに隙間を設けて設置された複数の樹脂製の円盤状のプレートを有する。

特開２００５−０３７０１１号公報 特許第４２７０１６８号公報

しかしながら、特許文献１及び２に記載された気化式空気調和機で使用される気化フィルタやフィルタ部材は熱容量が小さく、気化熱で冷却された状態で温かい空気に接触したとしても熱交換は限定的である虞がある。したがって、空気の温度低下量が僅かであることが課題となっていた。

また、上記従来の蒸発ネットや特許文献１に記載された気化フィルタは送風によって熱交換され易い箇所での気化量が気化による温度低下とともに減少してしまう。そして、気流が当たり易い空気流通方向上流側の部分しか冷却されず、冷却効率が上がらなかった。また、熱交換され易くするために例えば蒸発ネットや気化フィルタを空気流通路に対して平行に配置すると、気流によりばたつくことがあった。したがって、蒸発ネットや気化フィルタ同士が接触してしまい、強い気流を発生させることができなかった。さらに、蒸発ネットは所定の厚みを有するため、空気流通路に対して平行に並べたとしても空気抵抗となり圧力損失が高くなる。その結果、ファンを回転させるモータの回転数が低下してしまうという課題があった。

気化フィルタが気流によりばたつくという課題を解決するために、特許文献１に記載された気化式空気調和機は気化フィルタをフィルタケースで保持している。しかしながら、このフィルタケースは気化フィルタの上下面を覆う構造であり、一部で開口しているが、回転時に一時的に空気流通路を塞ぐ虞があった。また、気化フィルタを保持するために円盤構造を採用することができず、気化させるにあたって十分な表面積を確保できないという課題があった。

特許文献２に記載された気化式空気調和機は回転可能なフィルタ部材の下部に水を含浸させてファンによって加湿を行う。フィルタ部材が有するプレートは所定の厚みを有するので、空気流通路に対して平行に並べたとしても空気抵抗となって圧力損失が高くなるという課題があった。また、フィルタ部材が一度乾いてしまうと効力を発揮しなくなる。さらに、フィルタ部材は熱伝導率が悪く、入り組んだ構造であるために、蒸発によってフィルタ部材に含まれる水の温度が冷えた後、水タンク内の水と熱交換し難い。これにより、フィルタ部材に含まれる水の温度が水タンクの水の温度より低いままになり、蒸発量が少なくなって空気を十分冷却させることができなかった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、水の気化熱を利用して空気を冷却するにあたって、冷却効率の向上が図られた気化式空気調和機を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、本体筐体と、送風ファンと、略円形または多角形の板状をなす複数の空気冷却材と、前記空気冷却材を回転させる回転機構と、貯水部と、を備える気化式空気調和機において、複数の前記空気冷却材は金属材料またはセラミック材料からなるとともに互いに前記送風ファンによる空気流通方向と交差する方向に所定間隔をあけて並べて配置されて各々の一部が前記送風ファンによる空気流通路の内側に位置し、他の一部が前記貯水部が貯留する水に接触し、前記空気冷却材の平面部及び周縁部に近接して設けられて前記貯水部の貯水領域を前記空気冷却材の一部を収容する内側領域とその外側領域とに区分する隔壁と、前記隔壁に設けられて前記貯水領域の前記内側領域と前記外側領域とを連通させる通水路と、を備えることを特徴とする。

また、上記構成の気化式空気調和機において、複数の前記空気冷却材の前記空気流通路の内側に位置する部分を覆う冷却材カバーを備え、前記隔壁が前記貯水部の前記貯水領域において前記空気冷却材の一部を覆い、前記冷却材カバーと一体化されていることを特徴とする。

また、上記構成の気化式空気調和機において、前記貯水部が前記本体筐体に対して着脱可能であることを特徴とする。

また、上記構成の気化式空気調和機において、前記通水路が前記空気冷却材の下端の鉛直下方に配置されることを特徴とする。

本発明の構成によれば、水の気化熱を利用して空気を冷却するにあたって、冷却効率の向上が図られた気化式空気調和機を提供することができる。

本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の概略垂直断面側面図である。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の概略垂直断面正面図である。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の空気冷却材の概略斜視図である。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機と従来例の気化式空気調和機との冷却温度の違いを示すグラフである。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の空気冷却材の間隔と空気流通方向長さとの関係が冷却温度に及ぼす影響を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の隔壁の斜視図である。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の隔壁の平面図である。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の隔壁の存在が吹出口における空気温度に及ぼす影響を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の気化式空気調和機の隔壁の不備（比較例）が吹出口における空気温度に及ぼす影響を示すグラフである。 本発明の第２実施形態の気化式空気調和機の概略垂直断面側面図である。 本発明の第３実施形態の気化式空気調和機の概略垂直断面側面図である。 本発明の第４実施形態の気化式空気調和機の概略垂直断面側面図である。 従来の気化式空気調和機の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１２に基づき説明する。なお、本説明における「垂直」、「平行」は方向の単なる目安であり、厳密な意味において垂直であること、平行であることを要求するものではない。

＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の気化式空気調和機について、図１〜図３を用いてその構造を説明する。図１及び図２は気化式空気調和機の概略垂直断面側面図及び概略垂直断面正面図である。図３は気化式空気調和機の空気冷却材の概略斜視図である。なお、図１及び図３に描画した白抜き矢印は送風ファンにより生じる気流の流通経路及び流通方向を示す。

気化式空気調和機１は、図１に示すように矩形箱形をなす本体筐体２を備える。本体筐体２はその一端に開口した空気の吸込口３と、他端に開口した吹出口４とを連通させる空気流通路５を内部に備える。本体筐体２は内部に送風ファン６、冷却部１０、回転機構２０、貯水部３０を備える。送風ファン６及び冷却部１０は本体筐体２の内部で略直線をなす空気流通方向に沿って並んでいることが望ましい。

空気流通路５は空気流通方向が略直線状に延びて吸込口３と吹出口４とが略対向するので、圧力損失を低減することができる。そして、強い風を冷却部１０に当てることができ、さらに吹出口４の風速を高めることが可能である。

送風ファン６としては例えば軸流ファン、クロスフローファン、シロッコファンなどが利用され、冷却部１０より吸込口３に近い側に配置される。送風ファン６は吸込口３から本体筐体２の内部に吸い込んだ空気を冷却部１０に吹き当てる方向、すなわち図１における右方から左方に向かって空気流通路５に気流を発生させる。

冷却部１０は本体筐体２の内部の、送風ファン６に対して空気流通方向下流側に配置される。冷却部１０は本体筐体２の内部、すなわち空気流通路５を流通する空気との間で熱交換を行うことにより冷却した空気を送風する。冷却部１０が冷却した空気は吹出口４から本体筐体２の外部に吹き出される。冷却部１０が吹出口４に近いので、より冷たい空気を本体筐体２の外部に吹き出すことができる。

なお、本実施形態では、冷却部１０を送風ファン６に対して空気流通方向下流側に配置しているが、この配置に限定されるわけではなく、送風ファン６に対して上流側に配置しても良い。この場合、送風ファン６の回転により本体筐体２の内部に吸い込まれた空気が冷却部１０で冷却され、送風ファン６を通過して吹出口４から本体筐体２の外部に吹き出される。

冷却部１０は、図１〜図３に示すように空気冷却材１１及び軸１２を備える。なお、図３は空気冷却材１１及び軸１２の一部を描画している。空気冷却材１１は円形の板状をなし、複数が各々中心を貫通する軸１２に所定間隔をあけて並べて固定される。軸１２は空気流通方向と略直角をなすよう交差して水平方向に延びる軸線を有する。空気冷却材１１はその一部が空気流通路５の内側に位置し、他の一部が貯水部３０が貯留する水Ｗに浸かる。空気冷却材１１はその一部が貯水部３０の水Ｗに浸かることにより自身に付着した水Ｗの気化熱を利用して周囲の空気や空気冷却材１１自身を冷却する。

回転機構２０は、図１及び図２に示すようにモータ２１、第一プーリ２２、第二プーリ２３及びベルト２４を備える。モータ２１はその軸部が第一プーリ２２に連結される。第二プーリ２３には冷却部１０の軸１２が連結される。ベルト２４は第一プーリ２２及び第二プーリ２３に巻き掛けられる。モータ２１を駆動すると、第一プーリ２２、ベルト２４、第二プーリ２３及び軸１２を介して円形の板状をなす空気冷却材１１が回転する。回転機構２０は空気冷却材１１の空気流通路５の内側に位置する部分の周縁部１１ｂの移動方向が空気流通方向と略一致する方向（図１の矢印Ａ）、或いは略逆となる方向（図１の矢印Ｂ）のいずれの方向にも空気冷却材１１を回転させることができる。なお、回転機構２０は空気冷却材１１を回転させるために第一プーリ２２、第二プーリ２３及びベルト２４を利用しているが、プーリやベルトに代えてギア機構を利用しても良い。

貯水部３０は、図１及び図２に示すように内部に水Ｗを貯留する貯水容器３１を備える。貯水容器３１は空気冷却材１１の下方に配置され、例えばタンクで構成される。貯水容器３１はその内部に不図示の水位センサーを備える。貯水容器３１は水位センサーから得られる水位情報に基づき貯留する水Ｗが所定量以上を維持するように調整される。また、水位センサーは貯水容器３１の内部の水Ｗが枯渇したことを報知することもできる。他の液位の調整方法としては、例えばトリチェリの原理を利用した方法を用いることも可能である。空気冷却材１１はその下部が貯水容器３１の内部の水Ｗに浸かり、接触する。

上記構成の気化式空気調和機１において不図示の運転スイッチが操作されて送風運転が指示されると、送風ファン６及び回転機構２０が駆動される。これにより、気化式空気調和機１は吸込口３を介して気化式空気調和機１の外部の空気を本体筐体２の内部に吸い込む。送風ファン６は冷却部１０の空気冷却材１１に空気を吹き当てる方向に空気流通路５に気流を発生させる。

回転機構２０ではモータ２１が駆動し、第一プーリ２２、ベルト２４、第二プーリ２３及び軸１２を介して円形の板状をなす空気冷却材１１が比較的低速で回転する。空気冷却材１１はその下部が貯水容器３１の水Ｗに浸かり、接触するので、回転機構２０による回転で、空気冷却材１１の表面等には継続的に水が付着する。

このとき、送風ファン６により空気冷却材１１に空気を吹き当てると、空気冷却材１１は自身に付着した水が気化する際の気化熱を利用して周囲の空気や空気冷却材１１自身を継続的に冷却する。さらに、冷却された空気冷却材１１が貯水容器３１の水Ｗに浸かることで水Ｗとの間で熱交換を行い、その水Ｗを冷却する。空気冷却材１１は逆に水Ｗの温度まで温度上昇するため、さらに回転して水Ｗに浸かった部分が水Ｗから空気流通路５に露出したときに１回転前の蒸発量と同じ程度の蒸発量を保って空気を冷却する。従来のフィルタ式では熱交換され難いので、フィルタが冷たくなって蒸発量が減ってしまう。

回転機構２０による空気冷却材の回転速度は空気冷却材１１の表面に付着する水膜の一部が蒸発し、空気冷却材１１の基材の一部が露出する程度の速度である。空気冷却材１１の基材の一部が露出する程度の速度であれば、空気冷却材１１の表面に付着する水膜が最も薄くなる。これにより、空気冷却材１１の表面の微細な凹凸が顕著に現れ、空気冷却材１１の表面積が増加して気化効率が最大になる。

送風ファン６により空気冷却材１１に吹き当てられる空気は空気冷却材１１の表面を流通するときに水または空気冷却材１１との間で熱交換を行うことにより冷却される。このようにして冷却された空気が吹出口４から気化式空気調和機１の外部に吹き出される。

複数の空気冷却材１１は各々、送風ファン６による空気流通方向と略平行をなす平面部１１ａを有する。空気冷却材１１は平面部１１ａが略垂直をなすように立てた状態で設けられる。空気冷却材１１を垂直に配置することで、表裏をなす２箇所の平面部１１ａに貯水部３０の水Ｗを付着させることができ、水の気化効率が向上する。

空気冷却材１１は例えば金属板により構成され、熱伝達率がより高い金属材料を使用することが好ましい。金属材料としては錆を生じ難いアルミニウムやステンレス鋼、或いは防錆処理を施した鋼などが用いられる。空気冷却材１１に熱伝導率が高い金属を用いることで、送風によって熱交換され易い箇所、すなわち気流の当たり易い箇所で局所的に水が気化して冷却されたとしても、当該箇所の温度低下は緩和される。従来の蒸発ネットや気化フィルタであれば、送風によって熱交換され易い箇所での水の気化量は気化による温度低下とともに減少してしまう。しかしながら、空気冷却材１１に金属材料を用いることで温度分布が平準化され易いため、気流が当たり易い箇所で高い気化量を維持することができる。

なお、金属材料からなる空気冷却材１１の表面に親水性薄膜を形成しても良い。親水性薄膜の表面では接触する水が弾かれず、滞留する傾向がある。これにより、空気冷却材１１の表面に付着した貯水部３０の水Ｗを、空気流通路５の気流が生じ易い領域まで持ち上げることができ、効果的に気化させることが可能になる。

また、空気冷却材１１を金属材料で構成すると、表面に付着する水が気温より低い場合に気化量が少なくなっても、金属から水に対して熱放出され易くなる。さらに、空気冷却材１１をより熱伝達率が高い金属材料で構成すると、水が気化する際の潜熱の伝達効率が上昇し、空気冷却材１１をより効率良く冷却することが可能である。これらのことから、気化式空気調和機１の冷却効率が向上する。

また、複数の空気冷却材１１は空気流通方向と略直角をなす方向に平面部１１ａが対向し合うように所定間隔をあけて並べて配置される。送風ファン６により空気冷却材１１に吹き当てられる空気は隣り合う空気冷却材１１の間をスムーズに流通する。従来の蒸発ネットや気化フィルタのように目詰まりに起因して通気性が阻害される虞がなく、高い冷却効率が期待できる。空気冷却材１１は熱伝達率が高い金属材料で構成すると、空気流通方向の長さをより長くすることで熱交換され易くなり冷却効率が向上する。

さらに、従来の蒸発ネットや気化フィルタを用いた気化式空気調和機では気流が当たり易い空気流通方向上流側の部分しか冷却されず、冷却効率が向上しなかった。しかしながら、本実施形態の構成によれば、空気冷却材１１の局所的な冷却が抑制される。また、従来の蒸発ネットや気化フィルタを用いた気化式空気調和機では気流により蒸発ネットや気化フィルタがばたつくことがあったため、蒸発ネットや気化フィルタ同士が接触してしまい、強い気流を発生させることができなかった。しかしながら、本実施形態の構成によれば、空気冷却材１１はばたつかないので、強い気流を発生させることができる。

続いて、上記冷却部１０の構成を具体的に変更したときの空気の冷却効果について、図４及び図５を用いて説明する。図４は第１実施形態の気化式空気調和機１と従来例の気化式空気調和機１００との冷却温度の違いを示すグラフ、図５は空気冷却材１１の間隔と空気流通方向長さとの関係が冷却温度に及ぼす影響を示すグラフである。

図４に関して、第１実施形態の気化式空気調和機１の比較対象となる従来例の気化式空気調和機１００は図１３に示す装置である。このような構成の従来例の気化式空気調和機１００と、第１実施形態の気化式空気調和機１とに対して、環境温度３５℃、湿度８０％の条件下で環境温度３５℃からの冷却温度の違いを検証した。なお、第１実施形態の気化式空気調和機１については複数の空気冷却材１１の間隔を３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍに変更して実験した。図４の縦軸は環境温度３５℃からの空気の冷却温度（℃）を示し、横軸は複数の空気冷却材１１の間隔（ｍｍ）を示す。

図４によれば、従来例の気化式空気調和機１００の空気の冷却温度は０．７℃であり、ほとんど下がらないことが分かる。一方、第１実施形態の気化式空気調和機１の空気の冷却温度は、空気冷却材１１の間隔が３ｍｍのとき２．９℃、５ｍｍのとき２．０℃、１０ｍｍのとき１．３℃であり、いずれも高い冷却性能を示している。第１実施形態の気化式空気調和機１において従来例の気化式空気調和機１００と同様の０．７℃の冷却温度を示すのは、空気冷却材１１の間隔が２６ｍｍを超えたときとなる。

したがって、複数の空気冷却材１１の間隔は２６ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ〜１０ｍｍ程度がより好ましい。その結果、上記構成の第１実施形態の気化式空気調和機１は従来例の気化式空気調和機１００より冷却効率が向上する。

図５に関して、空気冷却材１１の空気流通方向長さとは、空気冷却材１１の空気流通方向に沿った長さを意味し、図１における円形の空気冷却材１１の直径を意味する。第１実施形態の気化式空気調和機１において、空気冷却材１１の間隔と空気流通方向長さとの関係が冷却温度に及ぼす影響を検証した。第１実施形態の気化式空気調和機１は複数の空気冷却材１１の間隔を２ｍｍ〜１０ｍｍで１ｍｍ毎に変更し、空気冷却材１１の空気流通方向長さを５０ｍｍ〜２００ｍｍで５０ｍｍ毎に変更して実験した。図５の縦軸は空気冷却材１１の空気流通方向長さ（ｍｍ）を示し、横軸は複数の空気冷却材１１の間隔（ｍｍ）を示す。

図５によれば、空気冷却材１１の空気流通方向長さが５０ｍｍで、複数の空気冷却材１１の間隔が７ｍｍ以上になると、第１実施形態の気化式空気調和機１による空気の冷却温度が０．７℃以下になっていることが分かる。図４を用いて説明した従来例の気化式空気調和機１００の空気の冷却温度０．７℃と同等以上の性能を求めるのであれば、空気冷却材１１の空気流通方向長さを５０ｍｍ以上に設定し、複数の空気冷却材１１の間隔を８ｍｍ程度以下に設定することが好ましい。その結果、上記構成の第１実施形態の気化式空気調和機１は従来例の気化式空気調和機１００より冷却効率が向上する。

続いて、冷却部１０及び貯水部３０の周辺の他の構成について、図１及び図２に加えて、図６〜図９を用いてさらに詳細に説明する。図６及び図７は気化式空気調和機１の隔壁の斜視図及び平面図である。図８及び図９は隔壁の存在及び不備（比較例）が各々吹出口４における空気の温度に及ぼす影響を示すグラフである。

気化式空気調和機１は、図１及び図２に示すように隔壁７を備える。隔壁７は貯水容器３１の上面開口を全体的に閉塞する。隔壁７は板状部７ａ及び収容部７ｂを備える。

隔壁７の板状部７ａは、図６及び図７に示すように外形が長方形状をなし、その平面部が貯水容器３１の水面と対向するように配置される。板状部７ａは長方形状をなして上下方向に貫通する単一の開口７ｃを備える。開口７ｃは空気冷却材１１に対応した位置に設けられ、すべての空気冷却材１１の下側の一部が挿通する。

隔壁７の収容部７ｂは、図６及び図７に示すように両端を閉塞した円筒を横倒しにして略水平に切断した下側の一部からなる形状であって、その切断面に表れる矩形開口を塞ぐように板状部７ａの下面に取り付けられる。収容部７ｂは開口７ｃの板状部７ａの下面側の出入り口を覆う。収容部７ｂを形成する円筒は、その軸線が円形の板状をなす空気冷却材１１の軸線と一致し、その直径が空気冷却材１１の直径より大きい。これにより、収容部７ｂは開口７ｃを通って板状部７ａの下側に出現する空気冷却材１１の一部を覆うように収容する。

隔壁７の収容部７ｂは、図１及び図２に示すように複数の空気冷却材１１の回転中心の軸線方向（図２における左右横方向）の両端外側に位置する空気冷却材１１の平面部１１ａと、複数の空気冷却材１１の周縁部１１ｂとに近接して設けられる。そして、隔壁７の収容部７ｂは貯水部３０の貯水領域Ｗｆを、空気冷却材１１の一部を収容する内側領域Ｗｆ１とその外側領域Ｗｆ２とに区分する。

また、収容部７ｂは、図１及び図７に示すようにその最下部に少なくとも１個以上の通水路７ｄを備える。通水路７ｄは収容部７ｂの内側から外側まで貫通するよう設けられる。すなわち、通水路７ｄは貯水部３０の貯水領域Ｗｆの内側領域Ｗｆ１と外側領域Ｗｆ２とを連通させる。これにより、貯水容器３１が貯留する水Ｗは通水路７ｄを通って収容部７ｂの外部と内部との間を流通する。通水路７ｄの位置は収容部７ｂの最下部に限定されるわけではなく、収容部７ｂの他の箇所であっても良い。また、通水路７ｄの数量も図７に示した数量に限定されるわけではない。

空気冷却材１１に付着した水が気化すると、その気化熱によって、空気が冷却されるだけでなく空気冷却材１１も冷却される。冷却された空気冷却材１１が回転によって浸かると、空気冷却材１１と貯水部３０の水Ｗとの間で熱交換がされ、水Ｗの温度は徐々に低下していく。

このとき、隔壁７を使用して、貯水部３０の貯水領域Ｗｆのうち、空気冷却材１１の一部が浸かる内側領域Ｗｆ１と空気冷却材１１が存在しない外側領域Ｗｆ２とを区分すると、内側領域Ｗｆ１の水Ｗの温度が特に低下していく。空気冷却材１１が存在しない外側領域Ｗｆ２では水Ｗの温度低下量は少ないが、空気冷却材１１が存在する内側領域Ｗｆ１では特に水Ｗが気化していく。気化により減少した内側領域Ｗｆ１の水Ｗは外側領域Ｗｆ２から通水路７ｄを通して補給される。

隔壁７を備える図１に示す気化式空気調和機１において、吸込口３における空気の温度と、吹出口４における空気の温度と、外側領域Ｗｆ２の水温と、内側領域Ｗｆ１の水温と、を各々評価した結果を図８に示す。一方、隔壁７を備えていない比較例の気化式空気調和機に関して、吸込口における空気の温度と、吹出口における空気の温度と、貯水部の水温と、を各々評価した結果を図９に示す。図８及び図９の縦軸は上記評価項目各々の温度（℃）を示し、横軸は経過時間（ｍｉｎ）を示す。

なお、ここで用いた比較例の気化式空気調和機は、図４に係る評価で用いた従来例の気化式空気調和機１００とは異なり、第１実施形態の気化式空気調和機１に対して隔壁７を備えていない形態の気化式空気調和機からなる。また、図８及び図９に係る評価に用いた気化式空気調和機各々は、複数の空気冷却材（円形）の直径を１００ｍｍとし、複数の空気冷却材各々の間隔を５ｍｍとした。

図９によれば、隔壁７を備えていない比較例の気化式空気調和機では、約２８℃である吸込口における空気が吹出口において約２４℃にまで低下していることが分かる。比較例の気化式空気調和機の貯水部の水温は６０分程度、時間が経過すると、初期状態の約２４℃から約２３℃まで低下している。

これに対して、図８によれば、隔壁７を備える第１実施形態の気化式空気調和機１は６０分程度、時間が経過すると、貯水部３０の貯水領域Ｗｆのうち、内側領域Ｗｆ１の水温が初期状態の約２４℃から約２１℃にまで低下している。そして、約２８℃である吸込口における空気が吹出口において約２３℃にまで低下していることが分かる。貯水領域Ｗｆの外側領域Ｗｆ２の水温も初期状態の約２４℃から約２２℃にまで低下している。

このようにして、隔壁７を備える第１実施形態の気化式空気調和機１は隔壁７を備えていない比較例の気化式空気調和機よりも冷却効率が向上していることが分かる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の気化式空気調和機について、図１０を用いて説明する。図１０は気化式空気調和機の概略垂直断面側面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第２実施形態に係る気化式空気調和機１は、図１０に示すように冷却部１０が冷却材カバー１３を備える。冷却材カバー１３は複数の空気冷却材１１全体の空気流通路５の内側に位置する部分を覆う。冷却材カバー１３はその内部と外部との間で空気の流通が可能であり、且つユーザが外部から空気冷却材１１に触れることができないようになっている。

そして、隔壁７が冷却材カバー１３と一体化されている。これにより、空気冷却材１１の、空気流通路５の内側に位置する部分及び隔壁７の収容部７ｂに収容されている部分各々を、ユーザが外部から触れることができない。したがって、気化式空気調和機１の安全性が向上する。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の気化式空気調和機について、図１１を用いて説明する。図１１は気化式空気調和機の概略垂直断面側面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第３実施形態の気化式空気調和機１は、図１１に示すように貯水部３０の貯水容器３１が本体筐体２に対して着脱可能である。貯水容器３１を本体筐体２から取り外すことにより、水Ｗの給水及び排水を行うことができる。さらに、貯水容器３１の内部や隔壁７の周辺を容易に清掃することができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態の気化式空気調和機について、図１２を用いて説明する。図１２は気化式空気調和機の概略垂直断面側面図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。

第４実施形態の気化式空気調和機１は、図１２に示すように通水路７ｄが隔壁７の収容部７ｂの最下部のほかにも設けられる。通水路７ｄは収容部７ｂの最下部に加えて、収容部７ｂの周方向（空気冷却材１１の周方向）に沿って複数箇所に設けられる。これにより、貯水部３０の貯水領域Ｗｆの内側領域Ｗｆ１と外側領域Ｗｆ２との間で水Ｗの流通が円滑に行われる。すなわち、気化により減少した内側領域Ｗｆ１の水Ｗが外側領域Ｗｆ２から迅速に補給される。また、貯水部３０を外して、排水したり洗浄したりする際に、隔壁７の内部の水が迅速に抜けるため、ユーザビリティーが向上する。

上記のように、本実施形態の気化式空気調和機１は、本体筐体２と、送風ファン６と、円形の板状をなす複数の空気冷却材１１と、空気冷却材１１を回転させる回転機構２０と、貯水部３０と、を備える気化式空気調和機であって、複数の空気冷却材１１は金属材料またはセラミック材料からなるとともに互いに送風ファン６による空気流通方向と交差する方向に所定間隔をあけて並べて配置されて各々の一部が空気流通路５の内側に位置し、他の一部が貯水部３０が貯留する水Ｗに接触する。さらに、気化式空気調和機１は、空気冷却材１１の平面部１１ａ及び周縁部１１ｂに近接して設けられて貯水部３０の貯水領域Ｗｆを空気冷却材１１の一部を収容する内側領域Ｗｆ１とその外側領域Ｗｆ２とに区分する隔壁７と、隔壁７に設けられて貯水領域Ｗｆの内側領域Ｗｆ１と外側領域Ｗｆ２とを連通させる通水路７ｄと、を備える。

この構成によれば、空気流通路５を通過する空気を効率良く冷却することに加えて、隔壁７によって区分された貯水部３０の貯水領域Ｗｆの内側領域Ｗｆ１の水Ｗを効果的に冷却することができる。このため、貯水部３０において空気冷却材１１に隣接する内側領域Ｗｆ１の水Ｗが冷媒のような働きをする。そして、空気冷却材１１が熱交換器のような働きをするので、気化式空気調和機１の使用によりエアコンの効果も得ることができる。したがって、気化式空気調和機１の冷却効率をより一層向上させることが可能である。

また、気化式空気調和機１は複数の空気冷却材１１の空気流通路５の内側に位置する部分を覆う冷却材カバー１３を備える。そして、隔壁７が貯水部３０の貯水領域Ｗｆにおいて空気冷却材１１の一部を覆い、冷却材カバー１３と一体化されている。例えば、空気冷却材１１が金属材料からなるアルミフィンであれば鋭利な部分が存在する可能性があるが、この構成によれば、ユーザが外部から空気冷却材１１に触れることができない。したがって、隔壁７によって空気流通路５を通過する空気の冷却効率を向上させることに加えて、気化式空気調和機１の安全性を向上させることが可能である。

さらに、貯水部３０の貯水容器３１が本体筐体２に対して着脱可能であるので、貯水容器３１の内部や隔壁７の清掃を容易に行うことが可能になる。例えば、気化によって金属イオンが濃縮されるが、貯水容器３１を取り外すことで、貯水容器３１や隔壁７の周辺に付着した濃縮金属イオンを簡単に洗い流すことができる。したがって、空気流通路５を通過する空気の冷却効率を向上させることに加えて、気化式空気調和機１の保守性を向上させることが可能である。このとき、貯水部３０だけでなく、空気冷却材１１を含む冷却部１０と冷却材カバー１３とが一体化されていて、それらを取り外しできる構造であれば、気化式空気調和機１の保守性をさらに向上させることができる。

また、隔壁７の通水路７ｄが空気冷却材１１の下端の鉛直下方に配置される。ここで、例えば送風ファン６に軸流ファンを使用すると、空気冷却材１１に吹き当てられる風の流れが乱流になるので、空気冷却材１１に塵埃が付着し易くなる。空気冷却材１１に付着した塵埃は空気冷却材１１の回転とともに貯水部３０に集まる。そこで、隔壁７の通水路７ｄを空気冷却材１１の下端の鉛直下方に配置すると、空気冷却材１１に付着した塵埃を隔壁７の外部に排出し易くすることができる。

そして、本発明の上記実施形態の構成によれば、水の気化熱を利用して空気を冷却するにあたって、冷却効率の向上が図られた気化式空気調和機１を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、本発明の気化式空気調和機は、加湿器など、冷却機能と他の機能を備えた機器においても適用可能であることは勿論である。

本発明は気化式空気調和機において利用可能である。

１ 気化式空気調和機
２ 本体筐体
３ 吸込口
４ 吹出口
５ 空気流通路
６ 送風ファン
７ 隔壁
７ｂ 収容部
７ｃ 開口
７ｄ 通水路
１０ 冷却部
１１ 空気冷却材
１２ 軸
１３ 冷却材カバー
２０ 回転機構
３０ 貯水部
３１ 貯水容器

Claims (4)

1. 本体筐体と、送風ファンと、略円形または多角形の板状をなす複数の空気冷却材と、前記空気冷却材を回転させる回転機構と、貯水部と、を備える気化式空気調和機において、
   複数の前記空気冷却材は金属材料またはセラミック材料からなるとともに互いに前記送風ファンによる空気流通方向と交差する方向に所定間隔をあけて並べて配置されて各々の一部が前記送風ファンによる空気流通路の内側に位置し、他の一部が前記貯水部が貯留する水に接触し、
   前記空気冷却材の平面部及び周縁部に近接して設けられて前記貯水部の貯水領域を前記空気冷却材の一部を収容する内側領域とその外側領域とに区分する隔壁と、
   前記隔壁に設けられて前記貯水領域の前記内側領域と前記外側領域とを連通させる通水路と、
   を備えることを特徴とする気化式空気調和機。
2. 複数の前記空気冷却材の前記空気流通路の内側に位置する部分を覆う冷却材カバーを備え、
   前記隔壁が前記貯水部の前記貯水領域において前記空気冷却材の一部を覆い、前記冷却材カバーと一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の気化式空気調和機。
3. 前記貯水部が前記本体筐体に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の気化式空気調和機。
4. 前記通水路が前記空気冷却材の下端の鉛直下方に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の気化式空気調和機。

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