(57)【要約】【課題】冷却効率を向上させることが可能な気化冷却装置を提供する。【解決手段】水が貯溜される貯溜槽１０と、無端状に形成された吸水部材３０と、吸水部材３０を、貯溜槽１０に貯溜された水内を通過する軌道に沿って循環させる駆動機構２０と、前記軌道の中途部において循環する吸水部材３０と接するように配置される熱交換部４０と、を具備し、吸水部材３０によって水を熱交換部４０へと供給し、当該水の気化熱を利用して空気（気体）の冷却を行う。【選択図】図１
2014190573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却媒体が貯溜される貯溜槽と、
無端状に形成された吸水部材と、
前記吸水部材を、前記貯溜槽に貯溜された冷却媒体内を通過する軌道に沿って循環させる駆動機構と、
前記軌道の中途部において循環する前記吸水部材と接するように配置される熱交換部と、
を具備し、
前記吸水部材によって前記冷却媒体を前記熱交換部へと供給し、当該冷却媒体の気化熱を利用して気体の冷却を行うことを特徴とする、
気化冷却装置。
【請求項２】
前記吸水部材と前記熱交換部とが接する部分に向かって気体を送風する送風機構をさらに具備することを特徴とする、
請求項１に記載の気化冷却装置。
【請求項３】
前記熱交換部を含む隔壁をさらに具備し、
前記隔壁によって前記吸水部材と隔てられた側の気体を冷却することを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の気化冷却装置。
【請求項４】
前記吸水部材のうち前記駆動機構と接触する部分に保護部材を設けることを特徴とする、
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の気化冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行う気化冷却装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行う気化冷却装置の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１に記載の技術においては、冷却媒体としての水を噴霧して流体通路内に供給し、当該流体通路の内壁に付着した水の気化熱を利用して空気を冷却することができる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、水を噴霧して供給するため、当該水の供給にムラが生じ易く、冷却効率が悪化する可能性がある点で不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０６８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、冷却効率を向上させることが可能な気化冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、請求項１においては、冷却媒体が貯溜される貯溜槽と、無端状に形成された吸水部材と、前記吸水部材を、前記貯溜槽に貯溜された冷却媒体内を通過する軌道に沿って循環させる駆動機構と、前記軌道の中途部において循環する前記吸水部材と接するように配置される熱交換部と、を具備し、前記吸水部材によって前記冷却媒体を前記熱交換部へと供給し、当該冷却媒体の気化熱を利用して気体の冷却を行うものである。
【０００９】
請求項２においては、前記吸水部材と前記熱交換部とが接する部分に向かって気体を送風する送風機構をさらに具備するものである。
【００１０】
請求項３においては、前記熱交換部を含む隔壁をさらに具備し、前記隔壁によって前記吸水部材と隔てられた側の気体を冷却するものである。
【００１１】
請求項４においては、前記吸水部材のうち前記駆動機構と接触する部分に保護部材を設けるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、吸水部材を熱交換部に接触させて直接冷却媒体を供給できるため、冷却媒体の供給ムラの発生を抑制し、ひいては冷却効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項２においては、冷却媒体の気化を促進させることで、冷却効率を向上させることができる。
【００１５】
請求項３においては、蒸発した冷却媒体を含まない湿度の低い気体を冷却することができる。
【００１６】
請求項４においては、繰り返し循環される吸水部材の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る気化冷却装置の全体的な構成を示した斜視図。
【図２】同じく、平面図。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図。
【図４】気化冷却装置の動作態様を示す側面断面図。
【図５】気化冷却装置の変形例を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、図中に示した矢印に従って、上下方向、左右方向及び前後方向を定義する。
【００１９】
まず、図１から図３までを用いて、本発明の一実施形態に係る気化冷却装置１の構成について説明する。
【００２０】
気化冷却装置１は、冷却媒体としての水の気化熱を利用して空気を冷却し、当該冷却された空気を空調等に利用するものである。また、本実施形態に係る気化冷却装置１は、水の蒸発を促進するために用いられる空気と、冷却されて空調等に利用する空気とが異なる、いわゆる間接型の気化冷却器である。気化冷却装置１は、主として貯溜槽１０、駆動機構２０、吸水部材３０、熱交換部４０、第一送風機構５０、筐体６０及び第二送風機構７０を具備する。
【００２１】
貯溜槽１０は、水を貯溜するためのものである。貯溜槽は、上方が開口された略直方体状に形成される。貯溜槽１０は、その長手方向を左右方向に向けた状態で、気化冷却装置１の下部に配置される。当該貯溜槽１０内には、所定の量の水が貯溜される。
【００２２】
駆動機構２０は、後述する吸水部材３０を所定の軌道に沿って循環させるためのものである。駆動機構２０は、主としてローラ２１、連結軸２２及びモータ２３を具備する。
【００２３】
ローラ２１は、吸水部材３０を案内すると共に循環させるためのものである。ローラ２１は、側面視（図３参照）において、下部に２箇所、上部に２箇所、それぞれ配置される。
下部のローラ２１は、貯溜槽１０内の前部及び後部にそれぞれ配置される。この際、当該下部のローラ２１の少なくとも一部が常に貯溜槽１０内に貯溜された水に浸るように、当該下部のローラ２１の設置位置又は貯溜槽１０内の水の量が調節される。
上部のローラ２１は、下部のローラ２１（貯溜槽１０内の前部及び後部に配置されたローラ２１）に対応するように、当該下部のローラ２１の上方にそれぞれ配置される。
各箇所に配置されたローラ２１は、左右一対となるように設けられる（図１及び図２参照）。
【００２４】
連結軸２２は、上述の如く左右一対に配置されたローラ２１を互いに連結する軸である。
【００２５】
モータ２３は、ローラ２１を回転させるための駆動源となるものである。モータ２３は、後上部の右側に配置されたローラ２１の右方に配置され、当該ローラ２１と連結される。
【００２６】
吸水部材３０は、液体を吸収する性能（吸水性）の高い素材で形成された部材である。本実施形態に係る吸水部材３０は、水収縮性繊維（水を吸収した際に収縮する繊維）を含むものとする。吸水部材３０は、可撓性を有する（ある程度任意に曲げることが可能な）薄板状（シート状）に形成される。また吸水部材３０は、側面視（図３参照）において環状となるように、端部が無い形状（無端状）に形成される。吸水部材３０には、保護部材３１が設けられる。
【００２７】
保護部材３１は、吸水部材３０よりも耐久性の高い素材で形成された部材である。保護部材３１は、吸水部材３０の左右両端部に、全周に亘るようにして設けられる。
【００２８】
このように形成された吸水部材３０は、駆動機構２０の複数のローラ２１に巻回される。具体的には、吸水部材３０は側面視（図３参照）において下部に２箇所、上部に２箇所、それぞれ配置されたローラ２１の周囲に巻回される。これによって、吸水部材３０は側面視において、各ローラ２１を頂点とする略矩形環状に配置される。吸水部材３０の左右方向幅は、駆動機構２０の左右一対のローラ２１の間隔と略同一となるように形成されており、当該吸水部材３０は保護部材３１を介してローラ２１と接することになる。
【００２９】
熱交換部４０は、水の気化熱を利用して空気を冷却するための部材である。熱交換部４０は、熱伝導性の高い素材によって形成される。熱交換部４０は、その板面を前後方向に向けた略矩形板状に形成される。熱交換部４０の前面には、その表面積を広く確保するために適宜凹凸が形成される。熱交換部４０の後面は平面状に形成される。当該熱交換部４０は側面視（図３参照）において前下部のローラ２１と前上部のローラ２１との間に配置され、当該熱交換部４０の後面全域が吸水部材３０と接するように配置される。
【００３０】
第一送風機構５０は、吸水部材３０と熱交換部４０とが接する部分に向かって空気を送風するためのものである。第一送風機構５０は、主としてファン５１及び案内流路５２を具備する。
【００３１】
ファン５１は、空気を送風するためのものである。ファン５１は、吸水部材３０の右側方に配置される。
【００３２】
案内流路５２は、ファン５１によって送風される空気を案内するものである。案内流路５２は筒状に形成される。案内流路５２の一端は、ファン５１に連結される。案内流路の他端は、吸水部材３０の右側方から当該吸水部材３０の内側へと延設され、当該吸水部材３０の前側面（熱交換部４０と接する面）に対向する位置まで延設される。
【００３３】
図２及び図３に示す筐体６０（図１においては、便宜上、筐体６０の図示を省略している）は、前述の各部材をその内部に収容する部材である。筐体６０は、内部が空洞になるように形成された略直方体形状に形成される。当該筐体６０内に、貯溜槽１０、吸水部材３０、駆動機構２０及び熱交換部４０等が配置される。また第一送風機構５０のファン５１は筐体６０の外部に配置され、案内流路５２は筐体６０の外部から内部へと延設される。筐体６０には、隔壁６１が形成される。
【００３４】
隔壁６１は、筐体６０内の空間を仕切るためのものである。隔壁６１は熱交換部４０を含み、当該隔壁６１によって筐体６０の内部が前後２つの空間に仕切られる。以下では、当該仕切られた空間のうち、後側の空間を第一室６２、前側の空間を第二室６３とそれぞれ記す。第一室６２には、前述の貯溜槽１０、吸水部材３０、駆動機構２０及び第一送風機構５０の案内流路５２が配置される。第二室６３の上部は開放され、筐体６０の外部と連通されている。
【００３５】
第二送風機構７０は、第二室６３内に空気を流通させるためのものである。第二送風機構７０は、主としてファンにより構成される。第二送風機構７０は、第二室６３の下面に設けられる。
【００３６】
上述の如く構成された気化冷却装置１において、駆動機構２０のモータ２３、第一送風機構５０のファン５１及び第二送風機構７０の動作は、図示しない制御装置によって制御される。
【００３７】
次に、図４を用いて、気化冷却装置１の動作態様について説明する。
【００３８】
気化冷却装置１が作動されると、前記制御装置によってモータ２３が駆動され、当該モータ２３に連結された後上部のローラ２１が側面視時計回りに回転する。当該ローラ２１が回転することによって、吸水部材３０全体が側面視時計回りに回転（循環）する。
【００３９】
吸水部材３０は、ローラ２１に巻回された状態である側面視略矩形環状の軌道にそって循環する。ここで、吸水部材３０が下部のローラ２１近傍を通過する際、当該部分は貯溜槽１０内に位置するため、当該貯溜槽１０に貯溜された水が吸水部材３０に吸水される。
【００４０】
この際、吸水部材３０は水収縮性繊維を含んでいるため、水を吸収することによって収縮する。
【００４１】
貯溜槽１０を通過した吸水部材３０は、その後熱交換部４０の後面全域に接しながら上方へと移動する。これによって、吸水部材３０に吸水されていた水が熱交換部４０の後面全域に塗布されるようにして供給されることになる。
【００４２】
また、気化冷却装置１が作動されると、ファン５１（図２参照）が駆動され、筐体６０の外部の空気が案内流路５２を介して当該筐体６０内へと流入し、当該案内流路５２の端部から吸水部材３０と熱交換部４０とが接する部分へと送風される。
【００４３】
これによって、当該部分における水の蒸発が促進される。この水が蒸発する際の気化熱によって、熱交換部４０が冷却される。
【００４４】
この際、当該部分における吸水部材３０に吸水された水が熱交換部４０に付着したり蒸発したりして減少すると、水収縮性繊維を含む吸水部材３０は拡張する。これによって、当該吸水部材３０から水が吐出され易くなり、より水が蒸発し易くなる。
【００４５】
また、気化冷却装置１が作動されると、第二送風機構７０が駆動され、筐体６０の外部の空気が当該筐体６０の下部から第二室６３内へと送風される。当該送風された空気は、第二室６３の開放された上部から外部へと流出する。
【００４６】
この際、第二室６３内を流通する空気は、前述の如く冷却された熱交換部４０の近傍を流通する際に、当該熱交換部４０によって冷却される。特に本実施形態においては、熱交換部４０の前面に凹凸を形成して表面積を広く確保しているため、第二室６３内の空気を効率良く冷却することができる。当該冷却された空気は、第二室６３の上部から流出し、図示せぬ配管等を介して所望の場所へと案内され、当該場所の空調等に利用することができる。
【００４７】
一方、前述の如く熱交換部４０と接することで当該熱交換部４０に水を供給して乾燥した吸水部材３０は、その後引き続き側面視時計回りに循環されて再度貯溜槽１０内を通過することで水を吸水し、当該水を再び熱交換部４０へと供給することができる。このように、無端状の吸水部材３０を循環させて熱交換部４０へと水を供給することによって、当該熱交換部４０に常にムラ無く水を供給することができ、安定した冷却能力を得ることができる。
【００４８】
なお、吸水部材３０の循環の速度、並びに第一送風機構５０及び第二送風機構７０の送風量を前記制御装置によって制御することで、気化冷却装置１の冷却能力を調節することができる。さらに、貯溜槽１０内に貯溜される水の温度を制御して気化冷却装置１の冷却能力を調節することもできる。
【００４９】
以上の如く、本実施形態に係る気化冷却装置１は、
水（冷却媒体）が貯溜される貯溜槽１０と、
無端状に形成された吸水部材３０と、
吸水部材３０を、貯溜槽１０に貯溜された水内を通過する軌道に沿って循環させる駆動機構２０と、
前記軌道の中途部において循環する吸水部材３０と接するように配置される熱交換部４０と、
を具備し、
吸水部材３０によって水を熱交換部４０へと供給し、当該水の気化熱を利用して空気（気体）の冷却を行うものである。
【００５０】
このように構成することにより、吸水部材３０を熱交換部４０に接触させて直接水を供給できるため、水の供給ムラの発生を抑制し、ひいては冷却効率を向上させることができる。
【００５１】
また、気化冷却装置１は、
吸水部材３０と熱交換部４０とが接する部分に向かって空気を送風する第一送風機構５０（送風機構）をさらに具備するものである。
【００５２】
このように構成することにより、水の気化を促進させることで、冷却効率を向上させることができる。
【００５３】
また、気化冷却装置１は、
熱交換部４０を含む隔壁６１をさらに具備し、
隔壁６１によって吸水部材３０と隔てられた側（第二室６３）の空気を冷却するものである。
【００５４】
このように構成することにより、蒸発した水を含まない湿度の低い空気（第二室６３内の空気）を冷却することができる。
【００５５】
また、気化冷却装置１は、
吸水部材３０のうち駆動機構２０（ローラ２１）と接触する部分に保護部材３１を設けるものである。
【００５６】
このように構成することにより、繰り返し循環される吸水部材３０の耐久性を向上させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、冷却媒体として水を用いるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、種々の液体を冷却媒体として用いることが可能である。
【００５８】
また、本実施形態においては、吸水部材３０は水収縮性繊維を含む素材であるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、貯溜槽に貯溜された冷却媒体を吸収し、熱交換部へと供給できるものであれば良い。
【００５９】
また、吸水部材３０に設けられる保護部材３１の素材は特に限定するものではなく、吸水部材３０の循環による劣化（特に、ローラ２１と接する部分の劣化）を抑制することができるものであれば良い。
【００６０】
また、本発明に係る駆動機構は、本実施形態に係る駆動機構２０に限るものではない。例えば、ローラ２１ではなくギヤ等を用いて駆動力を伝達する構成であっても良い。また、駆動源としてモータ２３以外のアクチュエータを用いても良い。
【００６１】
また、吸水部材３０が循環する軌道は、本実施形態に係るものに限るものではない。すなわち、貯溜槽１０内を通過し、中途部において熱交換部４０に接する軌道であれば良い。
【００６２】
また、熱交換部４０の構成は、本実施形態に係るものに限るものではなく、前面に形成された凹凸の形状等は任意に変更することが可能である。
【００６３】
また、筐体６０の構成は、本実施形態に係るものに限るものではない。すなわち、略直方体形状以外の形状（円筒状等）であっても良い。
【００６４】
また、第二送風機構７０は、空気を第二室６３内の下部から上部へと流通させるものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、空気の流通方向は任意に設定することが可能である。
【００６５】
また、本実施形態に係る気化冷却装置１は、隔壁６１によって吸水部材３０と隔てられた第二室６３内の気体を冷却して空調等に利用するもの（いわゆる間接気化冷却）としたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、吸水部材３０側（第一室６２内）の冷却された気体を空調等に利用するもの（いわゆる直接気化冷却）に適用することも可能である。
【００６６】
また、本発明に係る送風機構は、本実施形態に係る第一送風機構５０の構成に限るものではない。例えば図５に示すように、案内流路５２を２つに分岐させ、吸水部材３０の左右両側方から当該吸水部材３０と熱交換部４０とが接する部分に向かって空気を送風する構成とすることも可能である。その他、案内流路５２の先端を傾斜させ、吸水部材３０と熱交換部４０とが接する部分に対して斜めに送風する構成とすること等も可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１    気化冷却装置
１０  貯溜槽
２０  駆動機構
３０  吸水部材
４０  熱交換部
５０  第一送風機構（送風機構）
６０  筐体
６１  隔壁
７０  第二送風機構
【図１】
2014190573.tif 000003
【図２】
2014190573.tif 000004
【図３】
2014190573.tif 000005
【図４】
2014190573.tif 000006
【図５】
2014190573.tif 000007