JPH02298775A - 空気冷却方法及び空気冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、水の蒸発潜熱を利用して、空気を冷却させる
方法及びそれに使用する装置に関するものであって、非
常に簡易で取扱いやすい空気冷却装置として汎用性が期
待できるものである。

従来の技術 従来、使用されている空気冷却装置としては、フレオン
を用いたクーラーと呼ばれるものが用いられているか、
製品価額が高い上に、運転に要するコストも安価ではな
く、冷房用として使用する場合には発生空気が低温低湿
であることによる人　　　一体及び環境への弊害もある
ことが知られている。

まｌ：、７レオンを用いたクーラーとは別に、水の蒸発
潜熱を利用した空気冷却装置が家庭用冷風扇として市販
されている。同冷風扇は装置の底部に水槽が設置され、
テフロン等の不織布の無端ベルトの下端を水槽に浸し、
駆動機構を介して水槽に浸され湿潤した無端ベルトの一
部を引き上げ、送風機から供給される空気を湿潤した不
織布の網目体内を通過させることで、不織布の繊維間に
担持された水を蒸発させ、空気の冷却を行っている。

この場合、蒸発によって不織布の繊維間に担持された水
がなくなると、再び駆動機構を利用して不織布を水槽に
浸すことの繰り返し操作が必要となる。このように、吸
水性を持たない不織布を使用する限り、駆動用モーター
とそれに付帯するプーリー等の部品を常に必要とし、構
造の簡素化とメンテナンスの軽減を計ることは難しい。

また、駆動機構を持つ構造上、無端ベルトとして利用で
きる材料は軽量で伸縮性がある等の限られたものとなり
、テフロン等の不織布を使わざるをえない。しかし、こ
れらの材料は熱伝導性が悪く、空気からの熱伝達は期待
できない。加えて、不織布の隙間を空気が流れるために
空気中の塵、微粒子や微生物を捕捉し、これか水槽内で
不織布が水に浸された時に、水中に溶は込み、水の汚れ
や腐敗、悪臭の発生原因となることが問題となっている
。

発明か解決しようとする課題 本発明は、水の蒸発潜熱を利用して空気の冷却を行う際
に、適量の水の供給及び水の円滑な蒸発を行わせること
により、能率的な冷却効果をもたらす方法及びそれを実
施するための装置を提供することを目的としてなされｔ
こものである。

課題を解決するための手段 本発明者は、水の蒸発潜熱を利用して効率よく空気の冷
却を行う方法について鋭意研究を重ねた結果、多孔物質
の吸水性及び毛細管現象を利用して水を連続的に蒸発面
に供給すると共に空気を強制的にその中に送り通過させ
ることにより空気を効率的に冷却させることでその目的
を達成しうろことを見出し、この知見に基づいて本発明
をなすに至った。

すなわち、本発明は、吸水性又は毛管吸引性連通多孔質
材料をもって一体に構成された水蒸発部及び水供給部を
有する構造体を用い、この構造体の水供給部に連続的に
水を供給し、その蒸発部に強制的に空気を導入接触させ
、水蒸発部より空気中へ水を蒸発させ、水の蒸発時の潜
熱によって空気を冷却させることを特徴とする方法及び
その方法に使用するのに好適なダクト中央部に吸水性又
は毛管吸引性連通多孔質材料よりなる構造体の隔壁を設
け、その隔壁を水蒸発部とし、さらに構造体の適所に連
結された水供給手段とから成る水蒸発式空気冷却装置を
提供するものである。

次に添付図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明方法を行うための基本的な装置の１例
を示す縦断面図であって、ダクトｌ中に吸水性又は毛管
吸引性連通多孔質材料よりなる構造体２を隔壁として、
その下端に水供給部３を設け、該構造体２に給水させて
おき、ダクトｌの一方側より空気６を送り込み構造体２
中を通過させるに際し、蒸発部５において、水蒸発時の
潜熱によって、その空気を冷却させるように構成した装
置である。また、第２図は構造体２として吸水性又は毛
管吸引性連通多孔質材料としての和紙８をエツチング加
工処理によって細孔を有するアルミ箔９で挟んだ構造体
を用いた第１図と同様にしてなる装置である。

本発明で用いる細孔を有する吸水性又は毛管吸引性の高
い物質としては、紙、木、繊維、金属網等の材料である
。構造体として、蒸発部に金属等の伝熱性能が優れた材
料を用いた場合には、水の表面からの熱交換ばかりでな
く、水の蒸発によって蒸発部の母材自身の冷却が起こり
、空気との温度差が発生するために、母材と空気との熱
交換が可能となり、蒸発部の伝熱性能の向上が可能とな
る。加えて、その表面に微細なフィン状の突起や湾曲部
、屈折部等を持たせることで、水の蒸発面積と空気との
伝熱面積を大幅に増加させ、空気の冷却効果を増進させ
ることができる。

また、蒸発部の表面が上記の蒸発と伝熱特性の優れた材
質を用い、内部を細孔を有する吸水性及び水の浸透性の
高い紙、木、繊維、金属網等の材料を表面部の材料と密
着させ、蒸発に寄与する表面積と水の供給を担う微細な
細孔を有する吸水性の高い材料からなる芯部とを複合化
させた構造体を用い、芯部の材料の一部を水に浸すこと
で、水の供給部から蒸発部への水の移動を容易にし、よ
り一層の冷却効果の向上がはかれることもできる。

さらに、これらの蒸発部には空気の流動特性を向上し、
蒸発面積の有効利用を目的として、適切な間隔で開口部
を設け、該冷却空気の流れを円滑に行うことで冷却性能
の向上がはかることもできる。

発明の効果 本発明は、従来の冷却装置に比べて、駆動部分を必要と
せず、構造の簡素化がはかれるように、部品点数の低減
により製作コストが安くなり、故障や摩耗の問題もなく
なり、メンテナンスも容易となる利点がある。また、水
の供給は吸水性又は毛管吸引性連通多孔質材料の毛管現
象という自然現象を利用して行われるため基本的には電
力等のエネルギーは不必要であり、ポンプを用いる場合
でも小型のもので十分である。

実施例 次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。第
２図に示した装置を用いて空気の冷却性能実験を示す。

図中の５は蒸発部で、４００　Ｘ　３００＋ｕ＋の外形
寸法を持ち、表面には厚さ帆１＋＊＋＊のアルミ薄膜を
エツチング加工することで、内部まで貫通した細孔を持
たせ、かつ、表面積が加工前のアルミ板に比べて５０〜
９０倍程度向上させた材料９を用いることで８．４１１
１３程度の表面積を確保し、その内側に吸水性を持つ和
紙８を挟む構造とした。また、この蒸発部５には空気の
流れを円滑に行わせための開孔１０を開孔率３０％の比
率で開けた。蒸発部の下端は、水の貯槽４に浸され、水
の供給部３として、複合材料の内部の和紙８の部分より
内部の細孔を通じて水の毛管吸引力により水が蒸発部へ
移動する。蒸発部は、ダクトｌで囲まれ、ダクトｌの片
端に側は送風機７が設置され、蒸発部に強制的に空気が
供給できるようにした。

同装置を用いて、温度３０°Ｃ１相対湿度６０％の空気
を送風機７により毎時５００カでダクトｌを通じて蒸発
部５に流したところ、蒸発部の出口で２１’Ｃ！の温度
の空気が得られ、冷却能力として１時間当り１２００ｋ
ｃａｌの値が得られた。また、この時の水の消費量は２
．１１２であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は吸水性又は毛管吸引性連通多孔質材料を構造体
とした冷却装置の横断面図を示す。 第２図は、吸水性又は毛管吸引性連通多孔質材料とアル
ミ箔よりなる複合構造体とした冷却装置の横断面図を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　吸水性又は毛管吸引性連通多孔質材料をもつて一体
   に構成された水蒸発部及び水供給部を有する構造体を用
   い、この構造体の水供給部に連続的に水を供給し、その
   蒸発部に強制的に空気を導入接触させ、水蒸発部より空
   気中へ水を蒸発させ、水の蒸発時の潜熱によって空気を
   冷却させることを特徴とする空気冷却方法。 ２　ダクト中央部に吸水性又は毛管吸引性連通多孔質材
   料よりなる構造体の隔壁を設け、その隔壁を水蒸発部と
   し、さらに構造体の適所に連結された水供給手段とから
   成る水蒸発式空気冷却装置。 ３　蒸発部が伝熱性の良い金属等の材料からなり、表面
   にフィン状の突起や湾曲部、屈折部等を持たせることで
   蒸発に要する面積及び伝熱面積を増やし、水の蒸発を容
   易に行えるようにした請求項２記載の装置。 ４　蒸発部の内部に表面部と密着して水の供給部と吸水
   性又は毛管吸引性連通多孔質材料を設けて複合化するこ
   とにより、水の供給部から蒸発部への移動を容易とした
   請求項２及び３記載の装置。