JP2022077937A

JP2022077937A - 結露作用を利用した冷房・除塵装置

Info

Publication number: JP2022077937A
Application number: JP2020199897A
Authority: JP
Inventors: 伸一郎真▲崎▼; Shinichiro Mazaki
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2022-05-24

Abstract

【課題】ペルチェ素子の冷却能力を利用した冷却装置及び凝縮水を利用した除塵装置を提供する。【解決手段】送風機１により装置に導入された空気は加湿・蒸発槽３で蒸発熱を奪われて、温度が低下する。導入された空気の湿度が高い場合には、加湿・蒸発槽での水の蒸発がほとんど行われないが、結露層６でペルチェ素子５により空気中の水分を結露させることにより湿度が低下し、冷房に適した空気となる。結露した水は下部の排水タンク８に流れ落ちる。また、ペルチェ素子の冷却効果により冷やされた金属表面での空気中の水分の結露時に、塵埃を水中に補足することにより、空気中の塵埃を除去し、清澄な空気を送風する。【選択図】図１

Description

本発明は水の蒸発熱を利用する冷房装置にペルチェ素子による冷却機能を利用して結露を発生させることによる冷房機能と除塵機能を有する装置を提供するものである。

従来の技術には水の蒸発熱を利用した冷房装置がある。蒸発熱を利用した装置では開放空間での使用ができることや、自然エネルギーの利用ができる利点がある。また、ペルチェ素子の冷却能力を利用した冷却装置では、ペルチェ素子の発熱部からの熱を取り除く方法として空冷方式や水冷方式がある。空冷方式はコンパクトにできる利点があるが、冷却能力が小さい欠点がある。水冷方式は装置が大型になる欠点がある。ペルチェ素子の放熱部から速やかに熱を取り除かないとペルチェ素子の破損や性能の低下が発生する。

除塵装置にはフィルターを利用した除塵装置、静電気力を利用した除塵装置、水中に塵埃を取り込むことを利用したベンチュリースクラバーなどの除塵装置がある。フィルター式の除塵機や静電気力を利用した除塵機では集めた塵埃の除去時に塵埃が飛散しやすい欠点がある。また、水を利用したベンチュリースクラバーでは装置が大型になる欠点がある。

特開２０１８－３１１０１（Ｐ２０１８－３１１０１Ａ）実用新案登録第３１８５３３４号（Ｕ３１８５３３４）特開２０１２－１８３２２８号公報特開２００５－２９１６５０号公報特開２００５－２４１４５６号公報特開２０２０－０８４７２６号公報

ソニーの「着るクーラー」ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｏｎｙ．ｊｐ／ｆｅａｔｕｒｅ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／２００７０１／）株式会社空調服ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．９２２９．ｃｏ．ｊｐ／ａｂｏｕｔ／ａｂｏｕｔ＿ｉｎｄｅｘ

従来の蒸発熱を利用した冷房装置では、空気中の湿度が高い環境では水の蒸発が起きにくくなり、冷房効果が少なくなる欠点があった。また、湿度が高い高温の空気は不快指数が高くなり、快適性が阻害される欠点があった。

現在使用されている除塵装置として、フィルター式や静電気式、ベンチュリースクラバーなどがある。フィルター式では使用済みフィルターの交換時に、集められた塵埃が飛散するなどの欠点があった。静電気式では付着した塵埃の除去時に塵埃が飛散しやすい欠点があった。ベンチュリースクラバーでは水の配管などにより装置が大型となる欠点があった。

送風機により加湿・蒸発槽に導入された空気は、湿された不織布や噴霧ノズルからの微細な水滴により、水の蒸発を促進する。不織布を湿らせる水は給水タンクの水を滴下させて利用する。噴霧ノズルの水は給水タンクに繋がれたポンプにより加圧し送水する。水道から給水する場合には水道水を噴霧ノズルに供給する。加湿・蒸発槽で湿度が上がった空気は結露槽に導入される。結露槽にはペルチェ素子の冷却部で冷却された金属フィンが空気の流れ方向に下向きに板状か櫛状あるいは円柱状に垂設されている。金属フィンは防錆性のある金属例えばステンレスやアルミニュームで作成する。この金属フィン上に空気中の水分を結露させることにより、湿度の低下した清涼な空気を発生させる。ペルチェ素子の発熱部から熱を速やかに除去するために、ペルチェ素子の発熱部を金属製の給水タンクに密着した構造とする。

上述した装置において、空気中の水分が結露する際に、微細な粉塵を結露水中に取り込むことにより、清澄な空気を発生させ、送風する。給水タンクと排水タンクは外した際に水がこぼれない弁を取り付けることにより、給水時や排水時に取り外して給水及び排水が可能となる。給水タンクと排水タンクを着脱可能とした場合には、移動可能な比較的小型の装置とすることができる。

本装置は、湿度が低い環境と湿度が高い環境で冷気を得ることができる。給水タンクの水をペルチェ素子の発熱部の冷却に使用することにより、ペルチェ素子の性能を長時間維持することができる。給水タンクと排水タンクを着脱可能とすることにより、移動式の比較的小型の冷房装置を提供する。また、給水タンクにフロート弁で水位を一定にする装置を付けた給水装置などを備え、排水を連続して流せるようにすることにより、人力での給水が不要である固定式の冷却装置とすることも可能である。本装置は密閉された空間での使用だけでなく、開放された空間での使用も可能である。このために、換気が要求される新型コロナ対策としても有効である。

除塵機として使用する際、騒音が少ないことにより、寝室などでの使用が効果的である。

本発明を実施するための構成要素配置図ペルチェ素子とペルチェ素子に取り付けられる金属フィンの模式図

清涼な空気を得たい場合に利用できる装置であり、特に暑い環境での使用が効果的である。移動可能な形態や固定式の形態にできるので、パーソナルクーラーとしての使用や固定式の大型の冷房機としての使用も可能である。

開放された空間で冷房装置として利用する。加湿・蒸発槽で蒸発熱を奪われた空気は温度が低下する。湿度が高い場合には蒸発熱による空気の温度低下は少なくなるが、結露槽で空気中の水分を少なくすることにより、清涼感のある空気とすることができる。解放された空間での使用も可能であり、パーソナルクーラーとしての使用が効果的である。

密閉された部屋での冷房装置、除塵機として利用できる。寝室などで使用する場合、空気中の湿度を低下させた空気を送風する。

ヒーターを付加し、使用環境により稼働する部分を切り替えることにより、冷房装置、除塵装置、暖房装置、加湿装置として使用できる。年間を通じた使用が可能となる。冷房装置、除塵装置としての使用は上述した内容である。暖房装置、加湿装置の使い方を説明する。加湿なしの暖房装置として利用する場合には、ヒーター電源ＯＮ、加湿・蒸発槽に水の供給なし、ペルチェ素子電源ＯＦＦとする。暖房と加湿をする場合にはヒーター電源ＯＮ、加湿・蒸発槽に水を供給、ペルチェ素子電源ＯＦＦとする。加湿のみの使用では、ヒーター電源ＯＦＦ、加湿・蒸発槽に水を供給、ペルチェ素子電源ＯＦＦとする。

１送風機
２ヒーター部
３加湿・蒸発槽
４給水タンク
５ペルチェ素子
６結露槽
７送風ルーバー部
８排水タンク
９ペルチェ素子の発熱部
１０ペルチェ素子の冷却部
１１金属フィン
１２空気の流れ方向

Claims

水分の蒸発熱を利用した冷房装置に、ペルチェ素子の発熱部が金属製のタンクに接し、ペルチェ素子の冷却部に接続・垂設して設けられた金属フィン上に導入空気中の水分を結露させる装置を付加することにより、送風中の湿度を低下させることができる冷房装置。
水分の蒸発熱を利用した冷房装置に、ペルチェ素子の発熱部が金属製のタンクに接し、ペルチェ素子の冷却部に接続・垂設して設けられた金属フィン上に導入空気中の水分を結露させる装置において、水分の結露する際に、送風中の塵埃を補足し、水中に取り込むことにより送風空気中の塵埃を低下させる除塵装置。