JP2021504667A - ポータブル空気冷却器 - Google Patents

Abstract

本発明は決められた範囲で循環される空気を冷却するポータブル空気冷却器（１）に係る。ポータブル空気冷却器は空気吸入口（５００）と、空気吹出し口（７００）と、動作可能に相互接続された冷却コイル（１１０）、圧縮機（１３０）、加熱コイル（１５０）及び膨張弁（１７０）を有する冷却ユニット（１００）と、水を貯留するための容器（２００）と、蒸発パッド（４００）と空気吹出し口（７００）との間に好ましくは設置される遠心ファン（６００）とを備える。冷却ユニット（１００）の冷却コイル（１１０）は、容器（２００）の中に貯留された水を冷却するため、容器（２００）の中に配置されるように構成される。ウォーターポンプ（３００）は、空気吸入口（５００）の近傍に配置される蒸発パッド（４００）に、少なくとも一つの導管（１０）を通して冷却された水を届けるために用いられる。遠心ファン（６００）は周囲の空気を空気吸入口（５００）から蒸発パッド（４００）を通じて吸入し、空気吹出し口（７００）から冷却された空気を決められた範囲に向けて吹出すように構成される。冷却された空気の一部は、冷却ユニット（１００）の加熱コイル（１５０）によって生成される廃熱を削減するために、少なくとも一つのエアーダクト（３０）を通って冷却ユニット（１００）の加熱コイル（１５０）へ導かれる。

Description

本発明は、決められた範囲で循環される空気を冷却するポータブル空気冷却器に係り、特に、優れた冷却能力を持ち、動作中に廃熱が周囲の環境に放散されることを低減できる、環境に優しいポータブル空気冷却器に関する。

空気冷却器は、その手ごろな値段と少ない電力消費のために、特に不快なほど暑く乾燥した気候に住む人々によって、決められた範囲の空気を冷却するために広く用いられてきた。従来の空気冷却システムでは、冷却パッドを濡らして、蒸発パッドを通過する熱く乾いた空気を蒸発によって冷却するために水が用いられる。空気冷却器が冷気を生成する効率に影響する周囲の空気の温度と相対湿度の水準の他に、空気冷却器によって生成される冷気の温度は、蒸発パッドを濡らすのに用いられる水の温度にも大きく影響されるということに注目すべきである。蒸発パッドを濡らすためにより低い温度の水を用いる空気冷却器は、高い温度の水を用いる空気冷却器に比べて、より低い温度の空気を生成することができる。通常、より冷たい空気を得ようとする使用者は、空気冷却器のタンクに貯留されている水に氷を手動で追加する必要があり、望ましい冷却効果を維持するために氷は時々空気冷却器に追加される必要があるため、それは使用者に不便をもたらす。

一方で、エアコンが望ましい冷却効果を提供できても、導入や運用のコストの点で経済的でないことが分かっている。さらに、エアコンを使用すると、より多くの電力消費により、間接的に発電所からの二酸化炭素の排出増加を引き起こす。二酸化炭素は地球温暖化と世界的な気候変動のもっとも重要な原因の一つであることが知られている。さらに、エアコンによって生成された廃熱は、特に都市部の外気の温度を上げ、地球の気温上昇に寄与する。高い外気の温度は最終的に空調の需要の増加とそれに伴う電力消費につながり、悪循環をもたらすことに注目すべきである。

以上の点やその他の欠点を考慮すると、経済的で、空気冷却器の水タンクに手動で氷を追加する必要なしにより冷たい空気を生成することができるという優れた冷却能力を持つ、ポータブル空気冷却器を提供することが望ましい。さらに、本発明の別の目的は、動作中に廃熱が周囲の環境に放散されることを低減できる、ポータブル空気冷却器を提供することにある。

本発明の好ましい実施形態によるポータブル空気冷却器及びその要素や部分の組み合わせは、詳細な説明の中で説明されるか例示される。

本発明は、以下の詳細な説明と、単なる例示として与えられる、つまり本発明を限定するものではない、添付の図面から完全に理解され得る。
本発明は、決められた範囲で循環される空気を冷却するポータブル空気冷却器に係る。本発明によれば、空気冷却器は、空気吸入口と、空気吹出し口と、冷却ユニットと、水を貯留するための容器と、遠心ファンと、蒸発パッドとを備える。

本発明の好ましい実施形態によれば、ポータブル空気冷却器は、上部区画室及び下部区画室を有することが好ましい。好ましくは、ポータブル空気冷却器の上部区画室及び下部区画室は仕切りによって互いに分離される。限定ではない例として、仕切りはプラスチック、アルミニウム、スチール、金属シートまたはその他の任意の適していると考えられる材料から作ることができる。

本発明の好ましい実施形態では、ポータブル空気冷却器の冷却ユニットは、冷却コイルと、圧縮機と、加熱コイルと、膨張弁とを有し、これらは動作可能に相互接続される。冷却ユニットの冷却コイルは、ポータブル空気冷却器の容器に貯留された水を冷却するために容器の中に配置されるように構成されることに注目すべきである。好ましくは、容器に貯留された冷却された水は、ウォーターポンプに動作可能に接続された少なくとも一つの導管によって蒸発パッドに届けられる。ポータブル空気冷却器のウォーターポンプは、冷却された水を蒸発パッドに効率的に供給しかつ届けるように構成されることが理解される。

本発明の好ましい実施形態によれば、蒸発パッドはポータブル空気冷却器の空気吸入口の近傍に取り付けられることが好ましい。冷却された水は流れ落ちて蒸発パッドの全体を濡らすように、蒸発パッドの上面に届けられることが好ましいことに注目すべきである。

本発明の好ましい実施形態では、遠心ファンは蒸発パッドと空気吹出し口との間に適切に配置される。遠心ファンは、外気をポータブル空気冷却器の空気吸入口から吸入し、濡らされた蒸発パッドを通過させるように構成されることに注目すべきである。吸入された空気は濡らされた蒸発パッドを通過した後には冷却されており、決められた範囲を冷やすために空気吹出し口から決められた範囲に向けて吹出すことが理解される。

本発明の好ましい実施形態によれば、ポータブル空気冷却器は、冷却ユニットの加熱コイルを冷却するように冷却された空気の一部を導くための少なくとも一つのエアーダクトを備え、それによって、冷却ユニットの加熱コイルによって生み出された廃熱が周囲の環境に放散されることを低減する。

本発明は、以下の添付の説明及び図面の中で完全に説明され、例示される、いくつかの新規な特徴及び部品の組み合わせからなり、本発明の範囲から離れることなく、または本発明の利点のいずれも犠牲にすることなく、細部において様々な変更がされ得ることが理解される。

本発明の好ましい実施形態によるポータブル空気冷却器の正面図。 本発明の好ましい実施形態によるポータブル空気冷却器の側面図。 本発明の別の好ましい実施形態によるポータブル空気冷却器の正面図。 本発明の別の好ましい実施形態によるポータブル空気冷却器の側面図。

本発明は、決められた範囲で循環される空気を冷却するポータブル空気冷却器に係る。特に、優れた冷却能力を持ち、動作中に廃熱が周囲の環境に放散されることを低減できる、環境に優しいポータブル空気冷却器に関する。以下、この明細書では本発明の好ましい実施形態に従って本発明を説明する。しかしながら、説明を本発明の好ましい実施形態に限定しているのは、単に本発明の議論を容易にするためであり、当業者は添付の請求の範囲から離れることなく、様々な変更や等価物を考案することが想定されることが理解されなければならない。

以下、本発明の好ましい実施形態による、決められた範囲で循環される空気を冷却するポータブル空気冷却器を図１ａ〜図２ｂのそれぞれ又はそれらの任意の組み合わせにしたがって説明する。

図１ａ〜図２ｂには、ポータブル空気冷却器１が示されている。ポータブル空気冷却器１は、空気吸入口５００と、空気吹出し口７００と、冷却ユニット１００と、水を貯留するための容器２００と、遠心ファン６００と、蒸発パッド４００とを備える。

本発明の好ましい実施形態では、ポータブル空気冷却器は、図１ａ〜図２ｂに示すように、上部区画室５０及び下部区画室７０を有することが好ましい。好ましくは、ポータブル空気冷却器１の上部区画室５０及び下部区画室７０は仕切り９０によって互いに分離される。限定ではない例として、仕切り９０はプラスチック、アルミニウム、スチール、金属シート、またはその他の任意の適していると考えられる材料から作ることができる。

好ましい実施形態では、ポータブル空気冷却器１の冷却ユニット１００は、冷却コイル１１０と、圧縮機１３０と、加熱コイル１５０と、膨張弁１７０とを有し、これらは動作可能に相互接続されて閉回路を形成する。好ましくは、閉回路は冷媒で満たされる。好ましい実施形態では、冷却ユニット１００はポータブル空気冷却器１の上部区画室５０の中に配置される。

本発明の好ましい実施形態では、冷却ユニット１００の冷却コイル１１０は、ポータブル空気冷却器１の容器２００の中の水を冷却するため、容器２００に貯留された水の中に配置されて水没するように構成される。好ましくは、冷却コイル１１０は、水からもたらされる熱が冷却コイル１１０によって取り出され、それにより容器２００の中の水を冷やすという効率的な熱移動のために、銅管で形成されている。好ましい実施形態では、容器２００はポータブル空気冷却器１の上部区画室５０に配置され、ポータブル空気冷却器１の仕切り９０の上に設置されることが好ましい。好ましくは、図１ｂ及び図２ｂに示すように、容器２００は蒸発パッド４００の下に配置される。好ましくはポータブル空気冷却器１が動作させられる前に、水は使用者によって手動で容器２００に追加できることに注目すべきである。本発明の好ましい実施形態によれば、ポータブル空気冷却器１はウォーターポンプ３００を備える。ウォーターポンプ３００は容器２００から蒸発パッド４００へ、少なくとも一つの導管１０を通して、冷却された水を汲み上げて供給するように構成されている。本発明の好ましい実施形態のウォーターポンプ３００は、図１ａに示すように容器２００の外に配置されても良く、図２ａに示すように水中型でも良いことに注目すべきである。容器２００及び少なくとも一つの導管１０の表面に結露により水滴が形成されることを避けるため、容器２００及び少なくとも一つの導管１０は、好ましくは断熱材で囲まれる。限定ではない例として、断熱材はポリスチレンまたはその他の任意の適していると考えられる材料から作られる。

本発明の好ましい実施形態では、蒸発パッド４００は、図１ｂ及び図２ｂに示すように、ポータブル空気冷却器１の空気吸入口５００の近傍に取り付けられることが好ましい。蒸発パッド４００はポータブル空気冷却器１の空気吸入口５００を覆い隠すのに充分な寸法を備えることが好ましいことに注目すべきである。限定ではない例として、蒸発パッド４００は、多層繊維パッド、セルロースパッド、木毛パッド、段ボール等である。好ましくは、冷却された水は流れ落ちて蒸発パッド４００を濡らすように、蒸発パッド４００の上面に届けられる。一つの好ましい実施形態では、少なくとも一つの導管１０は蒸発パッド４００の上まで延びることが好ましい。蒸発パッド４００の上に設置された少なくとも一つの導管１０は、図１ａ及び図１ｂに示すように、蒸発パッド４００に冷却された水を分配するように構成された複数の穿孔１１を備えることに注目すべきである。別の好ましい実施形態では、ポータブル空気冷却器１はさらに、図２ａ及び図２ｂに示すように、蒸発パッド４００の上に適切に配置され、少なくとも一つの導管１０に接続されている水受けトレー２０を備える。水受けトレー２０は、その底部に複数の分配ノズル２１を有する。水受けトレー２０は、少なくとも一つの導管１０から分配ノズル２１を通って蒸発パッド４００の上に供給される冷却された水を、保持し分配するように構成されることに注目すべきである。蒸発パッド４００から滲出する水滴は、容器２００の中に集められることに注目すべきである。

本発明の好ましい実施形態では、遠心ファン６００は、図１ｂ及び図２ｂに示すように、ポータブル空気冷却器１の上部区画室５０の中央部に配置され、蒸発パッド４００とポータブル空気冷却器１の空気吹出し口７００との間に適切に配置される。好ましい実施形態では、周囲からの外気は遠心ファン６００によって空気吸入口５００から吸入され、蒸発パッド４００を通過する。吸入された空気が、蒸発パッド４００の中で起こる冷却された水と外気との熱交換によって、蒸発パッド４００を通過した後に冷却されることが理解される。冷却された空気は、決められた範囲を冷やすために空気吹出し口７００から決められた範囲に向けて吹出す。

本発明の好ましい実施形態では、冷却ユニット１００の加熱コイル１５０は、加熱コイル１５０の熱伝達面を増大させるべく加熱コイル１５０の長さが延びるように、ポータブル空気冷却器１の下部区画室７０に入る前に、ポータブル空気冷却器１の上部区画室５０の中でらせん状に延びることが好ましい。このような構成が加熱コイル１５０によって生成された熱を効率的に放散することを可能にすることが理解される。好ましい実施形態によれば、加熱コイル１５０は、図１ａ〜図２ｂに示すように、複数の熱伝達フィン１５１によって囲われることが好ましい。熱伝達フィン１５１は、加熱コイル１５０で生成された熱が周囲に効率的に放散されることを確実にするために、熱伝達率を向上しかつ増大させることができることに注目すべきである。

廃熱が加熱コイル１５０によって生成されることを低減するため、図１ａ及び図２ａに示すように、冷却された空気の一部は、少なくとも一つのエアーダクト３０を通ってポータブル空気冷却器１の下部区画室７０に導かれて、加熱コイル１５０を冷却する。本発明の好ましい実施形態では、少なくとも一つのエアーダクト３０は、加熱コイル１５０を冷却するための冷却された空気を導くように、上部区画室５０において遠心ファン６００と空気吹出し口７００との間の空間から延びて下部区画室７０に入ることが好ましい。このような構成によって加熱コイル１５０の熱を削減でき、それにより加熱コイル１５０によって生成された廃熱が周囲の環境に放散されることが大幅に低減されることが理解される。

必要に応じて、ポータブル空気冷却器１の冷却ユニット１００の圧縮機１３０は、さらに放熱要素１３１を備える。好ましくは、放熱要素１３１は、図２ａに示すように、圧縮機１３０の頂部を適切に覆う。本発明の好ましい実施形態では、ポータブル空気冷却器１の導管１０は、さらに分岐管１３を備える。本発明の好ましい実施形態では、図２ａに示すように、分岐管１３は導管１０から一体的に延び、圧縮機１３０の上に適切に配置される。本発明の好ましい実施形態では、導管１０の分岐管１３は放熱要素１３１に冷却された水滴を届けるように構成される。好ましい実施形態では、結露によって導管１０の分岐管１３の表面に水滴が形成されることを避けるために、導管１０の分岐管１３は断熱材で囲われることが好ましい。限定ではない例として、断熱材はポリスチレンまたはその他の任意の適していると考えられる材料から作られる。圧縮機１３０の放熱要素１３１は導管１０の分岐管１３によって供給される冷却された水滴を吸収するように構成されることに注目すべきである。圧縮機１３０の湿った放熱要素１３１は、圧縮機１３０によって生成された熱を吸収しかつ放散することができ、それにより圧縮機１３０によって生成される廃熱が周囲の環境に放散されることを低減できることが理解される。限定ではない例として、圧縮機１３０の放熱要素１３１は、好ましくは石膏粉末から作られる。

本発明の好ましい実施形態では、ポータブル空気冷却器１は図示しないサーモスタットも備える。図示しないサーモスタットは、容器２００の中の水を適切な温度に維持することを確実にするために、冷却ユニット１００の圧縮機１３０の動作を制御するようになっていることに注目すべきである。

上記の実施形態を実行するために用いられる様々な部品、要素、及び/または部材の構成は、単なる例示に過ぎないことに注意するべきである。当業者は、ここで用いられているそれらの構成、部品、要素、及び/または部材が、異なる効果または所望の動作特性を得るような態様で変更できることを認識するだろう。本発明の実施に用いられる具体的に記載されていない構成、配置、構造、用途、機能または構成要素に加えて、構成、配置、構造、用途、機能または構成要素の他の組み合わせ、及び/または変更は、同一の一般的な原理から離れることなく、特定の環境及び状況、製造の仕様、設計パラメータ、または他の動作要件によって、変えられる、もしくは適合されうる。

以上のように説明された発明は、同発明を多くの方法で変更できることが明らかである。そのような変更は発明の範囲及び原理から離れるとみなされるべきでなく、そのような当業者にとって明らかなすべての変更は、以下の特許請求の範囲の中に含まれることが意図される。

Claims (16)

1. 冷却コイル（１１０）と、圧縮機（１３０）と、加熱コイル（１５０）と、膨張弁（１７０）とを有し、これらが動作可能に相互接続されている冷却ユニット（１００）であって、前記冷却コイル（１１０）は、容器（２００）の中に貯留された水を冷却するために前記容器（２００）の中に配置される、冷却ユニット（１００）と、
   空気吸入口（５００）の近傍に取り付けられた蒸発パッド（４００）に冷却された水を少なくとも一つの導管（１０）を通して届けかつ供給するように構成されるウォーターポンプ（３００）と、
   前記蒸発パッド（４００）と空気吹出し口（７００）との間に配置される遠心ファン（６００）であって、周囲の空気を前記空気吸入口（５００）から前記蒸発パッド（４００）を通じて吸入し、冷却された空気を前記空気吹出し口（７００）から決められた範囲に向けて吹出すように構成される遠心ファン（６００）と、を備える、決められた範囲で循環される空気を冷却するためのポータブル空気冷却器（１）であって、
   前記冷却ユニット（１００）の前記加熱コイル（１５０）によって生成される廃熱を削減するために、冷却された空気の一部が少なくとも一つのエアーダクト（３０）を通って導かれて前記加熱コイル（１５０）を冷却することを特徴とするポータブル空気冷却器（１）。
2. 仕切り（９０）によって互いに分離される上部区画室（５０）及び下部区画室（７０）を有することを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
3. 前記加熱コイル（１５０）は、熱伝達面を増大させるべく、ポータブル空気冷却器（１）の前記下部区画室（７０）に入る前にポータブル空気冷却器（１）の前記上部区画室（５０）の中でらせん状に延びることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のポータブル空気冷却器（１）。
4. 前記エアーダクト（３０）は、冷却された空気を前記下部区画室（７０）に供給するために、前記上部区画室（５０）を通って前記下部区画室（７０）の中へ延びることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
5. ポータブル空気冷却器（１）の前記下部区画室（７０）に配置される前記加熱コイル（１５０）は、空気への熱伝達を促進するために、少なくとも一つの熱伝達フィン（１５１）によって囲われることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
6. 前記蒸発パッド（４００）は、多層繊維パッド、セルロースパッド、木毛パッドまたは段ボール等からなることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
7. 前記容器（２００）は断熱されることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
8. 前記容器（２００）は、前記蒸発パッド（４００）から滲出する水を集めるために前記蒸発パッド（４００）の下に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
9. 前記冷却コイル（１１０）は、前記容器（２００）に貯留された水の中に沈められることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
10. 前記少なくとも一つの導管（１０）は、前記蒸発パッド（４００）の上に延びており、前記蒸発パッド（４００）の上に位置する前記少なくとも一つの導管（１０）は、前記蒸発パッド（４００）に冷却された水を分配するように構成される複数の穿孔（１１）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
11. 複数の分配ノズル（２１）を有する水受けトレー（２０）をさらに備え、前記水受けトレー（２０）は、前記蒸発パッド（４００）の上に適切に配置され、前記少なくとも一つの導管（１０）から前記複数の分配ノズル（２１）を通して前記蒸発パッド（４００）に供給される冷却された水を保持し分配するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
12. 前記冷却ユニット（１００）の前記圧縮機（１３０）は、前記圧縮機（１３０）の頂部を適切に覆う放熱要素（１３１）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
13. 前記冷却ユニット（１００）の前記圧縮機（１３０）の前記放熱要素（１３１）は、石膏粉末からなることを特徴とする、請求項１２に記載のポータブル空気冷却器（１）。
14. ポータブル空気冷却器（１）の前記導管（１０）は分岐管（１３）を備え、前記分岐管（１３）は前記導管（１０）から一体的に延びて前記圧縮機（１３０）の上に適切に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。
15. 前記分岐管（１３）は前記圧縮機（１３０）の前記放熱要素（１３１）に冷却された水滴を届けるように構成されることを特徴とする、請求項１２または請求項１４に記載のポータブル空気冷却器（１）。
16. 前記圧縮機（１３０）の動作を制御するためにサーモスタットを備えることを特徴とする、請求項１に記載のポータブル空気冷却器（１）。

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