JP6504972B2

JP6504972B2 - 冷暖風送風機

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Publication number: JP6504972B2
Application number: JP2015162844A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　彰; 彰伊藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-08-20
Also published as: JP2017040443A

Description

本発明は、冷暖風送風機、すなわち、冷風又は暖風（若しくは温風）の送風機に関する。

体感温度を下げたり、上げたりする家庭用冷暖房装置として、エアコンが広く使用されている。しかしながら、エアコンは、室内機と室外機との組合せから構成され、両者をダクトで連結させるので、室内機も部屋の壁又は天井などに取り付ける必要があり、持ち運びができない欠点がある。持ち運び可能な小型装置としては、扇風機やヒーターがあるが、扇風機は体感温度を下げる機能のみで、体感温度を上げる機能を備えておらず、ヒーター（例えば、ファンヒーター）は、体感温度を上げる機能のみで、体感温度を下げる機能を備えていない。このように、体感温度を下げたり上げたりする機能を備えると共に、持ち運び可能な小型の冷暖房装置は知られていない。

簡易な冷却装置として、水を使用する冷風扇が提案されている（特許文献１）。しかしながら、この冷風扇は、熱交換器に加えて、貯水タンク及び氷水タンクを備えるため、装置全体が大型になり、それらのタンクに水を充填させると、全体重量が比較的重くなる。また、送風ファンによる空気流の中心が貯水タンク及び氷水タンクとは直接的に接触しない構造であるため、冷却効率も高くない。更に、氷水タンクを上部に備え、立設させて使用するので、特に、上部氷水タンクが充填状態となる初期段階には、安定性の点に問題がある。また、温水の使用を想定しておらず、仮に、冷水の代わりに温水を使用した場合には、この装置中に充満した蒸気が送風ファンによって装置外に流出することになり、湿気が好ましくない条件下では使用が制限される。

実開平０４−２０９１９号公報

従って、本発明の目的は、簡易な構造で小型化が可能であり、持ち運び可能で、一般家庭で容易に入手可能な種々の温度の水（温水、熱湯、冷水、又は氷水）を使用することができ、冷却効率又は暖房効率が高く、設置安定性に優れ、電気代を抑えることができ、火災の心配が無い冷暖風送風機を提供することにある。

前記の課題は、本発明により、
上面プレート、下面プレート、右側面プレート、及び左側面プレートを含み、正面開口部及び背面開口部を有する筒体；
前記筒体内の正面開口部と背面開口部との間に配置され、前記背面開口部から空気を流入させ、前記正面開口部側から空気を排出させることのできる送風ファン；
前記送風ファンと前記背面開口部との間に配置される第１熱交換器であって、その第１熱交換器が、複数の水装入用タンクから構成される第１列タンク群を含み、複数の水装入用タンクが、通気路を形成するように相互に間隔を隔て配置されており、そして隣接する水装入用タンクの間に、少なくとも一方の水装入用タンクに接続している熱交換用フィンが設けられている前記第１熱交換器；
前記送風ファンと前記正面開口部との間に配置される第２熱交換器であって、その第２熱交換器が、複数の水装入用タンクから構成される第２列タンク群を含み、複数の水装入用タンクが、通気路を形成するように相互に間隔を隔て配置されており、そして隣接する水装入用タンクの間に、少なくとも一方の水装入用タンクに接続している熱交換用フィンが設けられている前記第２熱交換器；
前記筒体の上面プレート、右側面プレート、又は左側面プレートに配置される供水口；
前記筒体の右側面プレート、左側面プレート、又は下面プレートに配置される排水口；
前記供水口から前記第１列タンク群及び第２列タンク群の各水装入用タンクに連絡する供水管；及び
前記第１列タンク群及び第２列タンク群の各水装入用タンクから前記排水口に連絡する排水管；を含む、冷暖風送風機によって、解決することができる。

本発明による冷暖風送風機の好ましい態様によれば、前記正面開口部及び／又は前記背面開口部に、少なくとも一部に通風メッシュ部を含む保護カバーを設けている。

本発明による冷暖風送風機の別の好ましい態様によれば、前記筒体の上面プレート、下面プレート、右側面プレート、及び左側面プレートの少なくとも一部が断熱材で覆われている。

本発明による冷暖風送風機の更に別の好ましい態様によれば、前記冷暖風送風機を立設状態とした場合に、前記第１列タンク群及び／又は前記第２列タンク群が、垂直方向に立設した複数の縦型水装入用タンクを相互に間隔を隔てて併設してなるか、平行方向に横臥する横型水装入用タンクを相互に間隔を隔てて積み重ねてなる。

本明細書において、位置関係を示す用語（例えば、正面、背面、上面、下面、右側面及び左側面）は、特に断らない限り、本発明による冷暖風送風機を通常の方法で使用している状態での位置関係について用いるものとする。
本明細書において、水とは、０℃〜１００℃までの液状の水を意味し、氷（固体）や水蒸気（気体）を含まない。特に水温に注目する場合には、室温以下の温度の水を、冷水と称し、室温より高い温度の水を温水と称し、温水の中でも沸点に近い温度の水を特に熱水と称する。

本発明による冷暖風送風機は、簡易な構造で小型化が可能であるため、製造コストが安く、持ち運びにも便利である。一般家庭で容易に入手可能な冷水から熱水までの任意の温度の水を利用することができると共に、氷や水蒸気との併用も可能であり、家庭での廃熱（お風呂の残り湯や冷凍室の霜）を利用することもできる。上部に水装入用のタンクを備えておらず、しかも水を装入した際の全体の重心を、本発明冷暖風送風機の中央下部に存在させることができるので、転倒しにくく、設置安定性に優れる。更に、送風ファンが内部に収納されて露出しないので、安全である。また、送風ファンによる気流が水装入用タンク群と直接に接触する構造を有しているので、熱交換効率も高い。送風ファンを稼働するだけなので、電気代が扇風機と同程度で安価である。遠赤外線ヒーターや石油ストーブなどとは異なり、直火を使用しないので、火災の心配がない。電源として、電池又は充電式バッテリを使用することもできるので、屋外でも利用可能である。

本発明による冷暖風送風機は、例えば、家庭用エアコンなどの固定型冷暖紡装置の補助具としても利用することができる。
また、特に、本発明による冷暖風送風機を冷風送風機として利用する場合は、エアコンとは異なり、窓を開放した状態で使用可能で、部屋に快適な風の通り道をつくり体感温度を下げることができる。また、エアコンのクーラーのように、部屋の内外での気温差が大きくなりすぎて、体調をくずしてしまう症状（いわゆるエアコン症）を起こすこともない。

本発明による冷暖風送風機の斜視図である。なお、正面保護カバーは、全面がメッシュ構造を有しているが、その中央部のメッシュ構造を省略して示す。図１の冷暖風送風機から、筒体の上面プレートを仮想的に取り除き、更に正面保護カバー及び背面保護カバーを取り外した状態の模式的斜視図である。図１の冷暖風送風機の模式的分解斜視図である。図１の冷暖風送風機において、筒体の上面プレートを仮想的に取り除いた状態の模式的平面図である。本発明による冷暖風送風機に使用される隣接水装入用タンクの間に設けた熱交換用フィンの別の態様を示す部分断面図である。本発明による冷暖風送風機に使用される横型水装入用タンクを相互に間隔を隔てて積み重ねてなるタンク群の別の態様を示す部分正面図である。

以下、本発明による冷暖風送風機を添付図面に沿って説明するが、本発明はこの添付図面に示す態様に限定されるものではない。
図１〜図４に示すように、本発明による冷暖風送風機１０は、筒体１を含む。筒体１は、角筒状ハウジングであり、上面プレート１１と下面プレート１２と右側面プレート１３と左側面プレート１４とからなり、筒体１の正面及び背面には、それぞれ、正面開口部１５及び背面開口部１６を有し、後述するように、気流は、矢印Ａに示すように背面開口部１６から流入して、筒体１の内部を通過し、矢印Ｂに示すように正面開口部１５から流出する。

本発明の冷暖風送風機１０は、前記筒体１の内部に、送風ファン３と第１熱交換器４と第２熱交換器５と供水管６３と排水管６７とを収容して含み、更に供水口６１と排水口６５とを備えている。第１熱交換器４は、複数の縦型水装入用タンク４３から構成される第１列タンク群４１と複数の熱交換用フィン４５とを含み、同様に、第２熱交換器５も、複数の縦型水装入用タンク５３から構成される第２列タンク群５１と複数の熱交換用フィン５５とを含む。また、本発明の冷暖風送風機１０は、供水口６１を、筒体１の上面プレート１１に備え、排水口６５を、筒体１の右側面プレート１３の下部に備えている。供水口６１から第１列タンク群４１及び第２列タンク群５１の各水装入用タンク４３，５３までは、供水管６３で連絡し、第１列タンク群４１及び第２列タンク群５１の各水装入用タンク４３，５３から排水口６５までは、排水管６７で連絡している。

前記筒体１は、前記の各要素を備えるハウジングとしての機能と、気流の通路を提供する機能とを果たす限り、特に形状や材質は限定されず、特には直方体状筐筒又は立方体状筐筒であり、金属製又はプラスチック製であることができる。筒体１の上面プレート１１、下面プレート１２、右側面プレート１３、及び／又は左側面プレート１４の少なくとも一部、好ましくは各プレート全体の内側及び／又は外側を断熱材で覆うこともできる。断熱材により、筒体１の内部の熱エネルギー（熱気又は冷気）が空気流以外の経路によって外部に放出されることを減少させることができる。

送風ファン３は、羽根３１と回転軸３２とモーター３３と固定台３４とを含む。送風ファン３は、正面開口部１５及び背面開口部１６との間で、筒体１の中央部に配置され、送風ファン３を稼働することによって、背面開口部１６側から空気を筒体１の内部に流入させ、正面開口部１５側から空気を排出させることができるように配置される。図１〜図４に示す態様では、１つの送風ファン３を備えるが、２つないし３つの送風ファンを併置させてもよい。

第１熱交換器４は、送風ファン３と背面開口部１６との間に配置され、背面開口部１６側から流入する空気流と、その流入直後に接触する。また、第２熱交換器５は、送風ファン３と正面開口部１５との間に配置され、正面開口部１５から流出する空気流と、その流出直前に接触する。図１〜図４に示す態様では、第１熱交換器４に含まれる第１列タンク群４１は、６個の縦型タンク４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ，４３ｅ，４３ｆから構成され、同様に、第２熱交換器５に含まれる第２列タンク群５１は、６個の縦型タンク５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，５３ｅ，５３ｆから構成される。しかしながら、第１列タンク群４１及び第２列タンク群５１を構成する縦型タンクの数は、それぞれ限定されるものではなく、例えば、それぞれ、２〜１０個程度の縦型タンク４３，５３からなることができる。

第１列タンク群４１を構成する縦型タンク４３及び第２列タンク群５１を構成する縦型タンク５３は、その中に水（すなわち、冷水又は温水ないし熱水）を装入ないし充填して含むことができる。各縦型タンク４３，５３は、厚さ（図３のＴ）が最も短く、奥行（図３のＤ）に対して幅（図３のＷ）が長い扁平な板状の直方体型容器であり、例えば、奥行（Ｄ）が厚さ（Ｔ）の約１．５〜１０倍で、幅（Ｗ）が厚さ（Ｔ）の約２〜２０倍であり、幅（Ｗ）／奥行（Ｄ）が約１．２〜３であることができる。

図１〜図４に示す実施態様において、扁平な板状の縦型タンク４３，５３の配置方向は、その最も広い表面（図３のＬ）が側面方向を向き、中間の広さの表面（図３のＭ）が正面方向及び背面方向を向き、最も狭い表面（図３のＮ）が上面と底面を形成するように配置する。また、２つの隣接する縦型タンクにおいて、一方の最も広い表面と、隣接するタンクの最も広い表面との間に空気流通路８１を形成するように、相互に間隔を隔てて平行に併置される。なお、正面から観察して右端に配置される縦型タンク４３ａ，５３ａは、右側面プレート１３との間に空気流通路８１を形成し、正面から観察して左端に配置される縦型タンク４３ｆ，５３ｆは、左側面プレート１４との間に空気流通路８１を形成する。複数の縦型タンク間の間隔は、等間隔であることが好ましい。空気流通路８１の幅（図３のＳ）は、特に限定されないが、例えば、縦型タンクの厚さ（Ｔ）の約０．５〜５倍であることができる。

縦型タンク４３，５３は、水の装入ないし充填用容器であり、金属（例えば、銅、アルミニウム、又はそれらの合金）やプラスチックから製造することができ、内部の装入水量ないし充填水量を外側から観察することができるように、透明又は半透明のプラスチック材料から製造することが好ましい。不透明材料から製造する場合は、縦型タンクの上部側壁部か天井壁部に水位観察用窓（図示せず）を設けることが好ましい。

第１列タンク群４１において、隣接する各縦型タンク４３の間に形成される空気流通路８１には、複数の熱交換用フィン４５を設ける。同様に、第２列タンク群５１においても、隣接する各縦型タンク５３の間に形成される空気流通路８１に、複数の熱交換用フィン５５を設ける。これらの熱交換用フィン４５，５５は、各縦型タンク４３、５３から供給される熱量（温熱又は冷熱）を空気流に供給して、空気流を温めたり、冷やしたりする機能を有する。

具体的には、個々の熱交換用フィン４５，５５は、その１端を縦型タンク４３，５３の最も広い表面（図３のＬ）から、空気流通路８１に突出させて設ける。図１〜図４に示す実施態様においては、個々の熱交換用フィン４５，５５は、平板状フィンであり、一方の端部が縦型タンク４３，５３の最も広い表面（図３のＬ）と接触し、平板状フィンの広い表面が空気流と平行になるように固定され、もう一方の端部は、隣接する縦型タンク４３，５３の最も広い表面（図３のＬ）と接触し、平板状フィンの広い表面が空気流と平行になるように固定されている。また、複数の熱交換用フィン４５，５５によって個々の空気流通路８１の内部に、正面視（又は背面視）Ｖ字の小通路８１ａを形成するように配置されている。熱交換用フィン４５，５５は、図５に示すように、個々の空気流通路８１の内部に、正面視（又は背面視）Ｕ字の小通路８１ｂを形成するように配置させることもできる。各縦型タンク４３，５３及び各熱交換用フィン４５，５５は、それらによって形成される空気流通路及び小通路を正面開口部１５及び背面開口部１６の全体にわたって均一化し、正面開口部１５から流出する空気流の流量が正面開口部１５の全体にわたって不均一にならないように配置するのが好ましい。なお、図示の熱交換用フィン４５，５５の形状や配置方法は、説明の便宜のために示すものであり、空気流通路８１を通過する空気流と広い表面積で効果的に接触することが可能な形状や配置方法である限り、図示の態様に限定されるものではない。

第１列タンク群及び／又は第２列タンク群を構成する水装入用タンクは、図１〜図４に示す縦型タンクに限定されず、図６に示すように、横型タンク４７を積み重ねて構成することもできる。図６に示すタンク群は、上面プレート１１と下面プレート１２との間に、それらに平行な５つの横型タンク４７ａ，４７ｂ，４７ｃ，４７ｄ，４７ｅを、相互に等間隔を隔てて積み重ねて、それらの間に空気流通路８１を形成し、最上段横型タンク４７ａと上面プレート１１との間、及び最下段横型タンク４７ｅと下面プレート１２との間にも空気流通路８１を形成し、更に各空気流通路８１の内部には、図１〜図４に示す熱交換用フィンと同様に、正面視Ｖ字型の熱交換用フィン４５を設けて小通路８１ａを形成した例である。なお、図６では水装入用タンクの積み重ね状態を示すのが目的であるので、その他の要素、例えば、供水管６３及び排水管６７の図示を省略している。図６に示す実施態様では、水装入用タンクの形状や材質は特に限定されず、例えば、図１〜４に示す実施態様で用いる水装入用タンクと同じ形状のタンクを用いることができる。また、図６に示す横型タンク４７は、右側面プレート１３及び左側面プレート１４の内側壁面に支持片８３を設けて各横型タンク４７を支持し、図１〜図４に示す縦型タンク４３，５３は、下面プレート１２の内側低面に支持片８４を設けて各縦型タンク４３，５３を支持することができる。

本発明による冷暖風送風機１０の各水装入用タンクへの水の供給は、１つの供水口６１から行う。供水口６１の配置位置は、各水装入用タンクに水を供給することができる限り限定されず、筒体１の上面プレート１１に供水口６１を設けることができ、あるいは右側面プレート１３又は左側面プレート１４の上部位置に設けることもできる。供水管６３は、前記供水口６１からの水を各水装入用タンクに供給する配管系である。図１〜図４に示す実施態様では、供水口６１から供水管６３を各縦型タンクにそれぞれ直接連絡させる。図６に示す横型タンクの場合も、供水管６３を各横型タンクにそれぞれ直接連絡させることができる。なお、前記供水口６１と連絡する供水管６３を、１つの縦型タンク又は横型タンクに直接連絡させ、その縦型タンク又は横型タンクから隣接する縦型タンク又は横型タンクに次々に供水管６３を連絡させることもできる。各水装入用タンクへの水の供給は、自然落下によって行うのが好ましいが、ポンプ機能を用いることもできる。

本発明による冷暖風送風機１０の各水装入用タンクからの水の排出は、１つの排水口６５から行う。排水口６５の配置位置は、各水装入用タンクから水を排除することができる限り限定されず、筒体１の下面プレート１２に供水口６１を設けることができるか、あるいは右側面プレート１３又は左側面プレート１４の下部位置に設けることもできる。排水管６７は、各水装入用タンクからの水を排水口６５に送る配管系である。図１〜図４に示す実施態様では、各縦型タンクから排水口６５へ排水管６７をそれぞれ直接連絡させる。図６に示す横型タンクの場合も、各横型タンクを排水管６７にそれぞれ直接連絡させることができる。隣接する縦型タンク又は横型タンクを次々に排水管６７によって連絡させ、最も下流の縦型タンク又は横型タンクからの排水管６７を前記排水口６５と連絡させることもできる。各水装入用タンクからの水の排出は、自然落下によって行うのが好ましいが、ポンプ機能を用いることもできる。

図１〜図４に示すように、正面開口部１５及び／又は背面開口部１６に、少なくとも一部に通風メッシュ部を含む保護カバー７１を設けることができる。なお、図１〜図３に示す実施態様の保護カバー７１は、全面が通風メッシュ部からなるが、図１〜図３では、中央部の通風メッシュ部を省略して図示している。保護カバー７１は、着脱自在に取り付けることも、正面開口部１５及び／又は背面開口部１６に固定して取り付けることもできる。この保護カバー７１を設けることによって、縦型第１タンク４３及び縦型第２タンク５３に熱水を入れた場合でも、熱くなった縦型第１タンク４３及び縦型第２タンク５３に誤って直接に触れて火傷をしないようにすることができる。

筒体１の移動を容易にするために、下面プレート１２の四隅底面にそれぞれにキャスタ７３を設けたり、筒体１の右側面プレート１３及び左側面プレート１４の上部に取手７５を設けたりすることができる。
本発明による冷暖風送風機１０は、電源として電灯線を使用することも、また、電池又は充電式バッテリを使用することもできる。
本発明による冷暖風送風機は、第２熱交換器５と正面開口部１５との間に風向きを調整する手段（例えば、ルーバー）を設けることができる。

本発明による冷暖風送風機１０は、以下のように使用することができる。
筒体１の上面プレート１１に設けた供水口６１から種々の温度を有する水（すなわち、冷水又は温水ないし熱水）を供給する。冷風送風機として使用する場合には、室温以下の温度の冷水を使用し、暖風送風機として使用する場合には、室温より高い温度の温水ないし熱水を使用する。また、家庭での廃熱（お風呂の残り湯や冷凍室の霜）の利用が簡易であり、冷風送風機として使用する場合には、氷や冷凍室の霜との併用が可能であり、暖風送風機として使用する場合には、お風呂の残り湯を利用することもできる。

水装入用タンクに水（すなわち、冷水又は温水ないし熱水）を装入（好ましくは充填）した後、送風ファン３を稼働すると、筒体１の背面開口部１６から空気が取り込まれ、その空気は、筒体１の内部に設けた第１熱交換器４及び第２熱交換器５の空気通路を通過する間に、冷却されるか又は温められ、こうして温度が変化した空気流が、筒体１の正面開口部１５から排出される。熱交換効率が低下した場合は、水装入用タンク内部の水を排水口６５から排除し、新たな冷水又は温水ないし熱水を装入して、熱交換効率を向上させることができる。また、使用後は、水装入用タンク内部の水を排水口６５から完全に排除することができる。

本発明によれば、構造が簡易で小型化可能な冷暖風送風機が提供される。本発明による冷暖風送風機は、設置安定性や操作安全性に優れ、熱交換効率も高い。また、家庭用エアコンの補助機としても利用することができる。

１・・・筒体；３・・・送風ファン；４・・・第１熱交換器；
５・・・第２熱交換器；１０・・・冷暖風送風機；１１・・・上面プレート；
１２・・・下面プレート；１３・・・右側面プレート；
１４・・・左側面プレート；１５・・・正面開口部；１６・・・背面開口部；
３１・・・羽根；３２・・・回転軸；３３・・・モーター;３４・・・固定台；
４１・・・第１列タンク群；４３・・・縦型タンク；４５・・・熱交換用フィン；
４７・・・横型タンク；５１・・・第２列タンク群；５３・・・縦型タンク；
５５・・・熱交換用フィン；６１・・・供水口；６３・・・供水管；
６５・・・排水口；６７・・・排水管；７１・・・保護カバー；
７３・・・キャスタ；７５・・・取手；８１・・・空気流通路；
８１a・・・Ｖ字の小通路；８１ｂ・・・Ｕ字の小通路；
８３・・・横型タンク用支持片；８４・・・縦型タンク用支持片；

Claims

上面プレート、下面プレート、右側面プレート、及び左側面プレートを含み、正面開口部及び背面開口部を有する筒体；
前記筒体内の正面開口部と背面開口部との間に配置され、前記背面開口部から空気を流入させ、前記正面開口部側から空気を排出させることのできる送風ファン；
前記送風ファンと前記背面開口部との間に配置される第１熱交換器であって、その第１熱交換器が、複数の水装入用タンクから構成される第１列タンク群を含み、複数の水装入用タンクが、通気路を形成するように相互に間隔を隔て配置されており、そして隣接する水装入用タンクの間に、少なくとも一方の水装入用タンクに接続している熱交換用フィンが設けられている前記第１熱交換器；
前記送風ファンと前記正面開口部との間に配置される第２熱交換器であって、その第２熱交換器が、複数の水装入用タンクから構成される第２列タンク群を含み、複数の水装入用タンクが、通気路を形成するように相互に間隔を隔て配置されており、そして隣接する水装入用タンクの間に、少なくとも一方の水装入用タンクに接続している熱交換用フィンが設けられている前記第２熱交換器；
前記筒体の上面プレート、右側面プレート、又は左側面プレートに配置される供水口；
前記筒体の右側面プレート、左側面プレート、又は下面プレートに配置される排水口；
前記供水口から前記第１列タンク群及び第２列タンク群の各水装入用タンクに連絡する供水管；及び
前記第１列タンク群及び第２列タンク群の各水装入用タンクから前記排水口に連絡する排水管；
を含む、冷暖風送風機。
前記正面開口部及び／又は前記背面開口部に、少なくとも一部に通風メッシュ部を含む保護カバーを設けた、請求項１に記載の冷暖風送風機。
前記筒体の上面プレート、下面プレート、右側面プレート、及び左側面プレートの少なくとも一部が断熱材で覆われている、請求項１又は２に記載の冷暖風送風機。
前記冷暖風送風機を立設状態とした場合に、前記第１列タンク群及び／又は前記第２列タンク群が、垂直方向に立設した複数の縦型水装入用タンクを相互に間隔を隔てて併設してなるか、平行方向に横臥する横型水装入用タンクを相互に間隔を隔てて積み重ねてなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷暖風送風機。