(57)【要約】      （修正有）【課題】湿度調節をして消エネを行う空調装置を提供する。【解決手段】水受け皿と水を供給する毛細管を付属して、水中ポンプや水の分配器を省き、装置の小型化をする。除加湿する場合は水受け皿の裏側底面に不織布又は、タオル布を金属製の金網で密着して、水受け皿からオーバーフローする水を含ませ、同時に、水受け皿から温度を熱伝導して、空調空気との接触面積を、水受け皿と空気の水面の接触面積を２倍以上に増やす。夏期は水受け皿にヒートポンプの熱交換パイプで、除湿調節を行い相対湿度４０％に制御し、冷房温度３０℃にして、従来型エアコンより省エネ５０％以上省エネする。冬期は同水受け皿にヒートポンプのい熱交換パイプで、加湿制御を行い、相対湿度６０％に制御して、暖房温度２０℃にして、従来型エアコン省エネ２０％以上省エネする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
新たに、水受け皿の下側裏底面に金網で保持された吸水体（不織布又はタオル布）備え、前記水受け皿に水を上側から供給する毛細管と前記水受け皿底面にヒートポンプ熱交換パイプを備え、従来からある送風機とポンプ熱交フィン等を備えた空調機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  住居、オフィス、工場、畜舎等を除加湿空調する。
除湿して、夏季の空調を行い、快適な環境を作ることが望まれているが除湿すると、従来の除湿装置では、消費電力が増加する。本件は除加湿して消費電力を減少する空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  乾燥地帯の外国では、冷房温度は３０℃までしか下げていない。現地で、相対湿度を測定すると、４０％ＲＨ以下であった。日本国内にて、２５℃で湿度成り行きの部屋と、３０℃で相対湿度４０％ＲＨの恒温恒温室で体感温度試験をしたところ、２５℃の部屋から３０℃の部屋へ移ると。最初の１分間位は３０℃の部屋は僅かに温度が高く感じるが不快感は無く、１分間を過ぎると何方の部屋に入っているか判らない状態になる。温度が高くても、低湿度であれば、快適環境が得らます。【０００３】  除湿方法の主な種類は５種類がある。
１．冷却除湿方法  ２．乾式除湿方法、３．噴霧除湿方法
４．湿式除湿方法等があり、５．愚弟が発明した除加湿空調機がある。【０００４】  冷却除湿方法はエアコンと称していて、夏期に２５℃で運転すると、冷房と除湿を同時に作動する様に工夫されており、相対湿度が６０％以下になるようになっている。空気を一旦露点温度以下まで下げなければ除湿しないので、吹き出し温度を空調温度より、１０℃以上に下げているため、大きなエネルギーを必要している。
又、除湿モードで、運転すると、熱交換フィンの速度が遅くなり、室温は２５℃以上に上昇する。また、２５℃の冷房温度運転より、冷凍機がフル回転になるために消費電力が増大する。
冷却除湿は空調空気を露点温度以下に冷却して、結露させて除湿する。
一般的に使用しているエアコンは冷却除湿方式であり、２５℃に設定運転をすると相対湿度が、６０％ＲＨ以下になるように設計されており、快適環境になる。最近は環境庁より、省エネするために、夏季の空調温度を２８℃に上げる様に要請があるが、２８℃で運転すると、空気中の絶対水分量が上がり、快適環境にならないから、実行されていない場合が多い。【０００５】  乾式除湿方法はシリカゲルに空気を接触させて、除湿する方法である。
この方法はシリカゲルに付着した水分を除く作業が不可欠であり、１２０℃以上の熱風でシリカゲルを再生しなければならない。
このためにシリカゲルへの加熱電力と、シリカゲルと接触した空気が加熱されるので、余熱を冷却するための冷却電力が必要となる。
最近、稚内の珪藻土を利用し低温度での再生が報じられているが、除湿量が少ないので、未だ実用化されていない。【０００６】  噴霧除湿方法は露点室の中を露点温度に冷却した水を霧状に噴霧し空気を冷却して除湿を行う方法であるが、この方法は必ず再熱加熱が必要になるで、環境試験機などの小型空間では有効であるが、住宅などへの一般空調などには不向きである。【０００７】  湿式除加湿方法は、塩化リチューム液や塩化カルシューム液を利用した湿式除湿方法は温度が２５℃〜３０℃の範囲では除湿効果あり省エネが可能であるが、塩化リチューム液や塩化カルシューム液の再生装置が必要なため、装置が大型化し、高額となる。また、塩化リチュームや塩化カルシュームの廃液処理が必要であるので、あまり普及していない。【０００８】  愚弟が発明した除加湿空調機があるので、［先行技術文献］の項で相違を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】  参考文献  特願２０１６−１７７１０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】  特願２０１６−１７７１０４は水を立体する為に縦に吸水体（不織布叉はタオル布）を下げ、下部水槽からその不織布等の上部へ水の分配菅に水中ポンプ等を使用して、水を吸水体に供給する。冷房時には除湿するため、湿球温度以下にヒートポンプ熱交換機（プレート型等）で冷却した水で除湿する。暖房時は加湿する為に、湿球温度以上にヒートポンプ熱交換機（プレート型等）で加熱した水を水分配菅にて、水を循環する構造である。【００１１】上記空調機は水中ポンプや水の分配菅があるので装置が大きくなる、不都合があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  水中ポンプや水の分配菅があるので装置が大きくなるので、水中ポンプの代わりに、
暖房時は、水道水から毛細管を通じて、蒸発量の１．２〜１．５倍の水を水受け皿に供給して、蒸発残留物を発生を防ぎ、水中ポンプや水の分配器を省いて小型化をする。
冷房時は最初の起動時のみ１時間程度水道水から毛細管を通じて、蒸発量の１．２〜１．５倍の水を水受け皿に供給し、その後は除湿した水を使用してその後水は供給しない。【００１３】  夏期は冷房気温が３０℃であっても相対湿度が４０％ＲＨに除湿されれば、冷房気温が２５℃に冷房された環境と体感温度は同じになるから、冷房気温が３０℃であって、相対湿度が４０％ＲＨ以下に除湿を行い、従来型エアコンより５０％以上の省エネが可能である。。
冬期は暖房温度が２０℃であっても、相対湿度が６０％に加湿されれば、２５℃に暖房した環境と同じ体感温度になる。加湿を行い従来型エアコンより２０％以上の省エネをする。
気温２０℃で。相対湿度６０％ＲＨの環境は４月下旬の気候であり、カビが発生することはない。また、１０月中旬の気候であり、インフルエンザ予防の対策にもなる。【００１４】  除湿する時の水面温度は７℃まで冷却できる様に制作する。７℃以下に冷却すると、ヒートポンプの冷却管に水が凍結するので、凍結防止の為に冷媒の蒸発温度を０℃程度にする。【００１５】  水受け皿には裏底面からの外側上部縁にかけて、吸水体（不織布又はタオル布）で被せられる様に、水受け皿にフックを溶接して、細目の金網で固定する。水受け皿から、オーバーフローする水を水受け皿の裏面にも水面を施して水面積が平面のみの場合より２倍以上確保する用に加工して、装置を小型化する。【００１６】  吸水体（不織布又はタオル布）を水受け皿の底面に張り付ける為のステンレス金網などの金属製網で、水受け皿の裏側底面に密着させる。水受け皿の上部横面に３ｍｍ程度の穴を並列に適度に空け、オーバーフローする水をパン皿の底面導き、空気を接触させて、空気の接触面積をふやして装置を小型化する。【００１７】  水面による除湿量の計算方法
１ｍ２の７℃水面に平均風速２．５ｍ／ｓｅｃで気温３０℃湿度４０％ＲＨの空気が接触した時に除湿が２．４ｋｇ／Ｈの除湿が測定できたので、次のような公式が成り立つ。【００１８】  水面と空気の接触での加湿量の計算は下記の様な、加湿計算方法がある。
加湿量ｋｇ＝係数（対象空気の飽和推移蒸気量―水面の飽和推移蒸気量）×水面（ｍ２）×時間×風速ｍ／ｓｅｃ
本発明は水面と空気の接触での除湿量の計算は下記の様な、加湿計算方法で係数が異なるが計算出来る事が出来る事を発見した。
図３は水面温度と飽和蒸気量と飽和推移蒸気量の関係を表にしたものである。
２．４ｋｇ／時間＝０．１０１（１７．３ｇ−７．７６ｇ）＊１（ｍ２））＊２．５ｍｓｅｃ／１時間（ｈ）
上記の２．４ｋｇ／時間の除湿量は１ＨＰ当たり除湿量である。
冷却除湿法での除湿量は１．２ｋｇ〜１．４ｋｇ／時間であるので、水面による除湿量が、常識では考えられない高い効率があった。
図４は図３の数値をグラフ化して、解り易くしたものである。【００１９】  水面による除湿量が、常識では考えられない高い効率があった。
発見の元となった現象は恒温高湿器で、どの空気の温度と相対湿度であっても、その同器内にバットに水を入れて、温度を測定すると、水温は必ず湿球温度となった事を発見した事から始まった。
空調空気の湿度制御は水面を冷却で制御出来るので、水受け皿の温度を湿球温度に制御して、空気の温度を冷却制御する。
上記方法で。３０℃の温度で温度の水受け皿の温度を（７℃）と接触すると、大きな除湿量が発生を発見した（２．４ｋｇ／ｈ）。
従来は冷暖房のフィンと空気の除加湿の境界はおいては、露点温度となっているが本発明は、水面と空気の接触に限り、除加湿の境界は空気の湿球温度である事を発見した。【００２０】  冷暖房のフィンと空気の除加湿の境界は露点温度となっているが本発明では、水面と空気の除加湿の境界は湿球温度であることが大きな除湿量発生することを図５の湿り線図にて説明する。【００２１】  気温３０℃で湿度４０％ＲＨは（ＡＡ）である。湿球温度線をたどる（ＡＡ）から（Ａ）になる。（Ａ）は２０．２℃である。これが湿球温度である。また、（ＡＡ）から露点温度線をたどると（▲Ａ▼）１５．２になる。したがって、気温３０℃の時、冷却除湿をする場合は空気を１５．２℃以下に冷却しないと、湿度４０％ＲＨ（ＡＡ）まで除湿できないが、冷却水面と接触すると、水面温面が、２０．２℃（Ａ）以下で良い。
気温３０℃で水面温度が、（Ｂ）１０．０℃まで下がると（ＢＢ）に向かって除湿が行われる。（ＢＢ）の露点温度は−１０．０℃（ｂ）である。  冷却除湿方法では−１０℃の除湿は霜が付着して十分な除湿できない。冷却水面が１０℃場合は、露点温度−１０℃（ｂ）相当の除湿能力があることになる。
水面温度が、（Ｃ）７．０℃まで下がると（ＣＣ）に向かって除湿が行われる（ＣＣ）の露点温度は−２０．０℃（▲Ｃ▼）である。冷却除湿方法では、−２０℃の除湿は霜が付着して十分な除湿できない。水面温度が７℃の場合は、露点温度−２０℃（▲Ｃ▼）相当の除湿能力があることになる。
冷却除湿法での除湿量は１馬力当たりの除湿量は１．２ｋｇ〜１．４ｋｇ／時間であるが、水面温度が７℃の除湿量は１馬力当たり、２．４ｋｇ／時間に増大する理由となる。
【発明の効果】
【００２２】本発明は参考文献  特願２０１６−１７７１０４に記載されている「水中ポンプ」や「水の分配菅」を省くので、小型化して、製造のコストダウンが出来る。【００２３】  本発明の除加湿空調機は従来の湿度成り行きエアコンより、１／２の消費電力で同じ快適環境が実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の実施形態に関る一般空調に関する温湿度制御の構成を概略的に示す図である。
【図２】図２は本発明のパン皿の詳細図である。
【図３】図３は水面温度と空気が接触する時の飽和水蒸気圧（ｍｍＨｇ；ｈＰａ）と飽和推移蒸気量（ｇ・ｍ−３）を数表にしものである。
【図４】図４は水面温度と空気が接触する時の飽和推移蒸気量（ｇ・ｍ−３）をグラフにしたものである。
【図５】図５は空気温度３０℃の相対湿度４０％ＲＨの湿り線図と水面で除湿した時の様子を説明したものである。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００２５】  以下、本発明の実施の形態を図１〜図５（符号付き）にて説明する。【００２６】  図１は本発明の実施形態に関る一般空調に関する温湿度制御の構成を概略的に示す図であり、本発明の水受け皿水面を付属した時の断面構造を示すものである。
▲１▼循環ファン、▲２▼ヒートポンプ用冷熱フィン、▲３▼  ヒートポンプ用冷熱コイル、▲４▼循環空気用フィルター  ▲５▼水受け皿用固定金具  ▲６▼水受け皿  ▲７▼水面  ▲８▼ドレン水ガイド  ▲９▼風向ガイド  ▲１０▼ドレン水受け  ▲１１▼▲１２▼外装  ▲１３▼水供給用毛細管、【００２７】  図２は本発明の型の水面の詳細図である。
除加湿は水受け皿の水の表面と同無図受け皿の裏面にオーバーフローした水を水吸水体（不織布又はタオル布など）で導き表面積を増加する。
▲６▼水受け皿本体  ▲１４▼  水受け乗せ鍔（ツバ）  ▲１５▼水受け皿に金網を取り付ける為のフック  ▲１６▼水受け皿の横上部にオーバーフロー用に明けた３ｍｍφ程度穴、▲１７▼金網は▲１５▼に目が細かい金網で水受け皿裏底面に密着して、固定出来る様にする。▲１８▼金網に乗せる吸水体（不織布又はタオル布）【００２８】［図３］水面温度と空気が接触した時の水面温度と飽和水蒸気圧（ｍｍＨｇ；ｈＰａ）と
飽和推移蒸気量（ｇ・ｍ−３）の関係を表にしたものである。【００２９】図３の表を利用し除湿量の計算をする。
Ａ  ２０℃の水面の飽和推移水蒸気量は室温３０℃の時、相対湿度４０％ＲＨ（湿球温度より参出）の飽和移水蒸気量は同じ（１７．３ｇ／ｇ・ｍ−３）です。
Ｂ  冷却した水温が１０℃の飽和水蒸気量（９．４１／ｇ・ｍ−３）です
Ｃ  冷却した水温が７℃の飽和水蒸気量量（７．７６ｇ／ｇ・ｍ−３です
水が冷凍機の冷却コイルに凍結しない最低温度は７℃ですから、水で除湿する限界は７℃です。
７℃の水での除湿の実験では、水面風速が２．５ｍ／ｓｅｃの時２．４ｋｇ／ｍ２でした。
したがって、
具体的な数値を代入すると  除湿量＝係数（Ａ−Ｂ）×水面（ｍ２）×時間（ｈ）×風速
２．４ｋｇ＝０．１０１（１７．３ｇ−７．７６ｇ）＊１（ｍ２））＊２．５ｍｓｅｃ／１時間（ｈ）
水面風速を２．５ｍ２とし、水温を１０℃に冷却して除湿した場合
０．１０１×（１７．３ｇ−９．４１ｇ）＊１（ｍ２）＊２．５ｍｓｅｃ／１時間（ｈ）＝１．９９ｋｇ／ｈとなる【００３０】  図４は図３から、水面温度と空気が接触する時の飽和推移蒸気量（ｇ・ｍ−３）をグラフにしたものである。【００３１】［図５］気温３０℃の除湿状況を湿り線図線図にて説明する。
気温３０℃相対湿度４０％は（ＡＡ）であるから。湿球温度は（Ａ）２０．２℃となり、露点温度は（▲ａ▼）１５．２℃である。
気温３０度の空気を水面１０℃（ｂ）で除湿すると、（ＢＢ）になろうとし露点温度で―１０℃（▲Ｂ▼）の相対湿度０％ＲＨになろうとする。
又、気温３０度の空気を水面７℃（ｂ）で除湿すると、（ＣＣ）になろうとし、露点温度が−２０℃（▲Ｃ▼））で相対湿度０％ＲＨになろうとする。
したがって、水面７℃（ｂ）で除湿すると２．４ｋｇ／ｈの大量の除湿量が可能なった。
【符号の説明】
【００３２】［図１］の符号
▲１▼  循環ファン  ▲２▼．顕熱用ヒートポンプフィン  ▲３▼．潜熱用ヒートポンプ菅  ▲４▼．空調空気用エアーフィルター  ▲５▼  水受け皿用横金具  ▲６▼  水受け皿  ▲７▼  水面  ▲８▼  水の落下ガイド  ▲９▼  風向ガイド  ▲１０▼  排水受ガイド  ▲１１▼  外装  ▲１２▼  外装  ▲１３▼  給水用毛細管
［図２］の符号
▲６▼  水受け皿本体  ▲１４▼  水受け皿乗せ鍔（ツバ）  ▲１５▼  金網受け金具  ▲１６▼  オーバーフロー用穴  ▲１７▼  金網  ▲１８▼  吸水体（不織布又はタオル布）  ▲１９▼  水面
［図３］の符号
（Ａ）気温３０℃  湿度４０ＲＨ％時の飽和推移蒸気量
（Ｂ）水面温度１０℃の飽和推移蒸気量
（Ｃ）水面温度７℃の飽和推移蒸気量
［図４］の符号
（Ａ）気温３０℃  湿度４０ＲＨ％時の飽和推移蒸気量
（Ｂ）水面温度１０℃の飽和推移蒸気量
（Ｃ）水面温度７℃の飽和推移蒸気量
［図５］の符号
（ＡＡ）気温３０℃相対湿度４０％ＲＨ
（Ａ）気温３０℃  湿度４０％ＲＨ時の湿球温度
（▲Ａ▼）気温３０℃  湿度４０ＲＨ％時の露点温度
（ＢＢ）気温３０℃の時、水面温度１０℃での除湿到達の最低値は相対湿度０％ＲＨ
（Ｂ）水面温度１０℃
（▲Ｂ▼）水面温度１０℃による露点温度到達点
（ＣＣ）気温３０℃の時、水面温度７℃での除湿到達の最低値は相対湿度０％ＲＨ
（Ｃ）水面温度７℃
（▲Ｃ▼）水面温度７℃による露点温度到達点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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