(57)【要約】【課題】冷房機器、冷凍機等を使用することなく、簡易な装置により小電力で建物内に冷風を吹出し可能とした冷風発生装置を提供する。【解決手段】中空断面を成すユニット本体２０の外面に近接して細メッシュのネット状部材２１を張設した冷風発生用ユニット２を壁面又は屋根面に沿って複数並配置するとともに、上端側及び下端側に接続されたダクト７，８を夫々、室内側に導き室内空気を循環可能な構成とし、前記冷風発生用ユニット２の上部に給水部３を設けるとともに、前記冷風発生用ユニット２の下部に受水部４を設け、前記給水部３に供給した水を冷風発生用ユニット２のネット状部材２１の表面又はユニット本体２０とネット状部材２１との間に給水し、ネット状部材２１を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニット２の冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空断面を成すユニット本体の外面に近接して細メッシュのネット状部材を張設したことを特徴とする冷風発生用ユニット。
【請求項２】
前記ネット状部材の張設面に対応するユニット本体の外面を凹凸面としてある請求項１記載の冷風発生用ユニット。
【請求項３】
前記ユニット本体の中空部内面に多数の熱交換用フィンを設けてある請求項１，２いずれかに記載の冷風発生用ユニット。
【請求項４】
前記ネット状部材とユニット本体外面との離間幅を１〜４mmとしてある請求項１〜３いずれかに記載の冷風発生用ユニット。
【請求項５】
前記ネット状部材のメッシュは０．５〜１．０mm四方の開口寸法のものを用いる請求項１〜４いずれかに記載の冷風発生用ユニット。
【請求項６】
前記請求項１〜５いずれかに記載の冷風発生用ユニットを壁面又は屋根面に沿って１又は複数並配置するとともに、上端側及び下端側に接続したダクトを夫々、室内側に導き室内空気を循環可能な構成とし、前記冷風発生用ユニットの室外側露出部分において、冷風発生用ユニットの上部に給水部を設けるとともに、前記冷風発生用ユニットの下部に受水部を設け、前記給水部に供給した水を冷風発生用ユニットのネット状部材の表面又はユニット本体とネット状部材との間に給水し、ネット状部材を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニットの冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給するようにしたことを特徴とする冷風発生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷房機器、冷凍機等を使用することなく、簡易な装置により小電力で建物内に冷風を吹出し可能とする冷風発生用ユニット及びこれを用いた冷風発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、夏季における室内用冷風発生装置としては、圧縮機、凝縮器、膨張弁、熱交換器からなる冷凍サイクルを利用した冷房機器が専ら使用されていたが、近年、省電力化を図った室内用冷風発生装置が幾つか提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１では、建物内に冷却ユニットを設けて、冷水発生装置で作られた冷水と冷却ユニットに取り入れた空気を顕熱交換して冷風空気を形成し、冷風空気を建物内の下部付近に循環させて外部に排出すると共に、建物内に換気装置を設けて喚起空気を形成し、建物内の上部付近を循環させて外部に排出するようにした冷風換気装置が提案されている。
【０００４】
また、下記特許文献２では、蓄熱庫内に蓄熱剤を収納し、蓄熱時は下部の吸込み口及び上部の吹出し口を閉鎖し内気循環して該蓄熱剤を冷却装置で冷却或いは加熱装置で加熱する一方、冷暖房時は該吸込み口及び吹出し口を開放して室内空気を庫内に吸い込み該蓄熱剤と熱交換して室内に吹き出す蓄熱式空気調和装置において、前記蓄熱庫内に前記蓄熱剤を収納する蓄熱室と、一端が前記蓄熱室の下部から前記吸込み口に臨み、他端が前記吹出し口及び該蓄熱室の上部開口に臨むバイパス通路と、前記蓄熱庫内の上部寄りで前記蓄熱室と前記バイパス通路とを連通させる空気穴と、前記空気穴の部位と前記蓄熱室の上部開口の部位との間の前記バイパス通路内に設置され庫内空気の内気循環及び庫外空気の吸込み及び吹出しを行う送風機と、前記バイパス通路の流通面積と前記空気穴の流通面積とをそれぞれ相反するように開閉制御するエアミックスダンパとを設けた蓄熱式空気調和装置が提案されている。
【０００５】
更に、下記特許文献３では、建物の屋根を上下に貫通し、内部に上下方向に延在する空気通路が形成された塔体と、前記塔体の上部に設けられた空気取り入れ口と、前記塔体の下部に設けられた水槽と、前記建物内における塔体の側面に設けられた空気吹き出し口と、前記空気通路内において空気通路の上部から下方に向けて前記水槽内の水をシャワー状に噴出させる水噴出手段とを備える冷風装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３２４９９２号公報
【特許文献２】特開平７−２６０２１５号公報
【特許文献３】特開平８−２１９４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１記載の発明の場合は、従来のものよりも小電力化が図れるものの、冷却水発生装置のために建物外部に冷却塔を構築する必要があり、装置構成が大掛かりとなるなどの問題がある。また、上記特許文献２記載の発明は、消費電力の少ない時間帯を利用して蓄熱庫内に蓄熱材を冷却又は加熱し、蓄熱材に蓄えられた熱を冷房熱源又は暖房熱源として利用するものであるが、省電力化の程度に限界がある。
【０００７】
また、上記特許文献３記載の発明は、散水した水滴の気化熱により空気が冷却され、冷風となって室内に吹き出されるようにしたものであり、かなりの省電力化が期待できるが、建物の屋根を上下に貫通して塔体を設ける必要があり、実際的でないなどの問題があった。
【０００８】
そこで本発明の主たる課題は、冷房機器、冷凍機等を使用することなく、簡易な装置により小電力で建物内に冷風を吹出し可能とする冷風発生用ユニット及びこれを用いた冷風発生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、中空断面を成すユニット本体の外面に近接して細メッシュのネット状部材を張設したことを特徴とする冷風発生用ユニットが提供される。
【００１０】
上記請求項１記載の発明では、円筒状、角筒状等の中空断面を成すユニット本体の外面に近接して細メッシュのネット状部材を張設した冷風発生用ユニット構造とする。前記冷風発生用ユニットは壁面又は屋根面に沿って、縦配向で１又は複数並配置するとともに、上端側及び下端側に接続したダクトを夫々、室内側に導き、室内空気を循環可能な構成とし、前記冷風発生用ユニットの室外側露出部分において、冷風発生用ユニットの上部に給水部を設けるとともに、前記冷風発生用ユニットの下部に受水部を設け、前記給水部に供給した水を冷風発生用ユニットのネット状部材の表面又はユニット本体とネット状部材との間に給水し、ネット状部材を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニットの冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給可能とする。また、同時に気化熱によって建物周囲の空気から熱を奪い大気温度を下げるため建物の外壁温度を低減できるようになる。
【００１１】
一方、本冷風発生用ユニットでは、ネット状部材のメッシュ開口及びネット状部材とユニット本体外面との間に表面張力によって水が保持されるため、給水された水を一様な水膜状に形成できるとともに、風等による飛散を防止できる。また、前記ネット状部材のメッシュ開口及びネット状部材とユニット本体外面との間に水が保持されているとともに、ネット状部材による流水抵抗のために、水が受水部まで流れるのに要する時間が長くなるため、節水効果と蒸発効率に優れるものとなる。
【００１２】
請求項２に係る本発明として、前記ネット状部材の張設面に対応するユニット本体の外面を凹凸面としてある請求項１記載の冷風発生用ユニットが提供される。
【００１３】
上記請求項２記載の発明では、ネット状部材の張設面に対応するユニット本体の外面を凹凸面とするものであり、凹凸面によって水の流れを制御することが可能になるとともに、流水との接触面積の増大によって熱交換効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項３に係る本発明として、前記ユニット本体の中空部内面に多数の熱交換用フィンを設けてある請求項１，２いずれかに記載の冷風発生用ユニットが提供される。
【００１５】
上記請求項３記載の発明は、前記ユニット本体の中空部内面に多数の熱交換用フィンを設けるようにしたものであり、循環空気との熱交換率が向上するようになる。
【００１６】
請求項４に係る本発明として、前記ネット状部材とユニット本体外面との離間幅を１〜４mmとしてある請求項１〜３いずれかに記載の冷風発生用ユニットが提供される。
【００１７】
上記請求項４記載の発明は、前記ネット状部材とユニット本体外面との離間幅を１〜４mmとするものであり、前記間隙でネット状部材を張設することにより、散水された水がユニット本体の外面を直に流下するのではなく、前記ネット状部材のメッシュ開口又はネット状部材とユニット本体外面との間に表面張力によって水が保持されるとともに、ネット状部材による流水抵抗が大きいため遅い速度で流下するようになる。
【００１８】
請求項５に係る本発明として、前記ネット状部材のメッシュは０．５〜１．０mm四方の開口寸法のものを用いる請求項１〜４いずれかに記載の冷風発生用ユニットが提供される。
【００１９】
上記請求項５記載の発明は、前記ネット状部材のメッシュを０．５〜１．０mm四方の開口寸法とするものであり、散水された水が表面張力によってメッシュ開口部に保持され易くなる。
【００２０】
請求項６に係る本発明として、前記請求項１〜５いずれかに記載の冷風発生用ユニットを壁面又は屋根面に沿って１又は複数並配置するとともに、上端側及び下端側に接続したダクトを夫々、室内側に導き室内空気を循環可能な構成とし、前記冷風発生用ユニットの室外側露出部分において、冷風発生用ユニットの上部に給水部を設けるとともに、前記冷風発生用ユニットの下部に受水部を設け、前記給水部に供給した水を冷風発生用ユニットのネット状部材の表面又はユニット本体とネット状部材との間に給水し、ネット状部材を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニットの冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給するようにしたことを特徴とする冷風発生装置が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳説のとおり本発明によれば、冷房機器、冷凍機等を使用することなく、小電力で簡易な装置により建物内に冷風を吹出し可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１は本発明に係る冷風発生装置１の室外側姿図、図２は図１のII−II線矢視図、図３は図１のIII−III線矢視図、図４は図１のIV−IV線拡大図、図５はその要部拡大図である。
【００２３】
図１〜図３に示されるように、本冷風発生装置１は、ユニット本体２０の外面に近接して細メッシュのネット状部材２１を張設した冷風発生用ユニット２，２…を建物壁面Ｈから所定の距離だけ離間させた状態で、壁面に沿って縦配向で多数並列配置するとともに、上端側及び下端側に接続したダクト７，８を夫々、室内側に導くとともに、ダクト流路の中間に送風機（図示せず）を配置して、室内空気を循環可能な構成とし、一方前記冷風発生用ユニット２，２…の室外側露出部分において、前記冷風発生用ユニット２，２…の上部に給水部３を設けるとともに、前記冷風発生用ユニット２，２…の下部に受水部４を設け、前記給水部３に供給した水を冷風発生用ユニット２，２…のネット状部材２１の表面又はユニット本体２０とネット状部材２１との間に給水し、ネット状部材２１を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニットの冷却を図り、循環空気との熱交換により冷却した空気を室内に供給可能としたものである。
【００２４】
以下、更に冷風発生用ユニット２の構造と冷風発生装置１とに分けて具体的に詳述する。
【００２５】
〔冷風発生用ユニット２の構造〕
前記冷風発生用ユニット２は、詳細には図５に示されるように、円筒状の中空断面を成すユニット本体２０に外面に近接して細メッシュのネット状部材２１を張設した構造のものである。前記ユニット本体２０の材質は、樹脂、鋼材などによって製作することができるが、好ましくは熱伝導率の高いアルミやアルミ合金とし、押出し成型で製作するのが望ましい。また、表面に酸化チタン被膜を形成すれば、親水性が良好となり水の拡散性が上がるため蒸発が促進されるとともに、酸化チタンの抗菌性によりカビの発生を防ぎ、かつ汚れが付着し難いものとなる。前記ユニット本体２０やネット状部材２１には、意匠性を考慮して着色や、絵や模様を施すようにしてもよい。
【００２６】
なお、本形態例では、円筒状のユニット本体２０の例を示したが、図９に示されるように、角筒状の中空断面とし、表面及び裏面に夫々、ネット状部材２１を張設した構造としても良いし、図１０に示されるように、２つの斜辺を長くした二等辺三角断面とし、２つの斜辺に夫々、ネット状部材２１を張設した構造としてもよい。この二等辺三角断面の場合は、上記角筒断面と比較すると、受熱面（ネット状部材２１の非張設面）を小さく、ネット状部材２１を張設した冷却面を大きく確保できるため冷却効果に優れるようになる。これら以外にも図１１に示されるように、平板状のユニット本体２３Ａと円弧状外装板２３Ｂとを組合せることによって中間断面を構成するようにした冷風発生ユニット２２とすることでもよい。
【００２７】
前記ユニット本体２０においては、前記ネット状部材２１の張設面に対応するユニット本体２０の外面、図示例では表面側を凹凸面、図示例では幅方向に所定の間隔で断面三角形状の凸部２０ａ、２０ａ…を形成した凹凸面としている。外面を凹凸面とすることによって、水の流水路の分離等、流水を制御することが可能になるとともに、流水との接触面積の増大を図ることによって熱交換効率を向上させることができる。
【００２８】
また、前記ユニット本体２０の中空部内面には多数の熱交換用フィン２０ｂ，２０ｂ…を設けるようにすることが望ましい。前記熱交換用フィン２０ｂによって、循環空気との熱交換効率が向上し、効果的に空気を冷却することができる。
【００２９】
前記ネット状部材２１は、ユニット本体２０外面との離間幅Ｓを１〜４mm、好ましくは２〜３mmとした状態で張設するのが望ましい。離間幅Ｓが１mm未満の場合は、ネット状部材２１とユニット本体２０外面との間に水が保持されづらくなり、ユニット表面に保持される流水量が少なくなり蒸発効率が低下する。離間幅Ｓが４mmを超える場合は、散水された水がユニット本体２０の外面のみを伝わって早い速度で流下するようになるとともに、風等によってユニット本体２０の外面から離散し飛散し易くなるため好ましくない。
【００３０】
前記ネット状部材２１は、ステンレス等の金属ネット、合成樹脂製のネット等を好適に用いることができる。メッシュは０．５〜１．０mm四方の開口寸法のものを用いるのが望ましい。メッシュ寸法が０．５mm未満である場合には、施工後の外観が板面状に見えるようになるとともに、メッシュ開口部での保水量が減少するため蒸発効率が低下する。また、メッシュ寸法が１．０mmを超える場合は、水が飛散し易くなるとともに、表面張力が切断されメッシュ開口部での保水量が低下するようになる。
【００３１】
前記ネット状部材２１は、図５に示されるように、ユニット本体２０の外面側に部材長手方向に沿って凹条溝２０ｃを形成しておき、ビード２４を嵌入することにより、ネット状部材２１の端部を支持するようにすればよい。
【００３２】
〔冷風発生装置１〕
前記冷風発生用ユニット２を用いて冷風発生装置１を構成するには、図１〜図３に示されるように、冷風発生用ユニット２，２…を建物壁面Ｈから所定の距離だけ離間させた状態でかつ壁面Ｈに沿って縦配向で多数並列配置し、上端側及び下端側に接続したダクト７，８を夫々、室内側に導くとともに、ダクト流路の中間に送風機（図示せず）を配置して、室内空気を循環可能な構成とする。図示の例では、下側から上側への向かう上昇流の循環流路としている。
【００３３】
前記冷風発生用ユニット２の室外側露出部分においては、前記冷風発生用ユニット２，２…の上部に給水部３を設けるとともに、前記冷風発生用ユニット２，２…の下部に受水部４を設けるようにする。
【００３４】
前記給水部３は、詳細には図７に示されるように、上下に２つの中空部３ａ、３ｂが連設された冷風発生用ユニット２を外嵌する環状中空部材とされる。前記中空部３ａ、３ｂは仕切り壁に形成された流量調整用オリフィス孔３ｃによって連通されるとともに、上部側中空部３ｂの背面側壁部に水平方向に連続する溢流用スリット３ｄが形成され、この溢流用スリット３ｄを前記冷風発生用ユニット２側に臨ませるように配置されている。前記下部側中空部３ａには給水管５（先端ホース部）が接続され、水が給水されると、下部側中空部３ａから前記流量調整用オリフィス孔３ｃを通って上部側中空部３ｂに至り、前記溢流用スリット３ｄを溢流した水が冷風発生用ユニット２に散水される。
【００３５】
前記受水部４は、冷風発生用ユニット２を外嵌する環状の受樋部４ａが形成された部材とされる。前記受樋部４ａには配水管６が接続され、前記冷風発生用ユニット２から滴下する水が外部に排水される。なお、貯留槽（図示せず）を別途設けておき、前記排水管６の水を貯留するとともに、前記給水管５によって冷風発生用ユニット２に供給する循環系配管とするのが望ましい。
【００３６】
そして、前記給水部３に水を供給し冷風発生用ユニット２のネット状部材２１の表面又はユニット本体２０とネット状部材２１との間に給水し、ネット状部材２１を伝わって流下する間に蒸発を促すことにより前記冷風発生用ユニット２の冷却を図り、冷風発生用ユニット２の筒状空間を循環させている空気との熱交換により空気を冷却した後、室内に供給するようにする。
【００３７】
本冷風発生用ユニット２においては、前記給水部３から冷風発生用ユニット２，２…に均等に供給された水は、前記ネット状部材２１のメッシュ開口及びネット状部材２１とユニット本体２外面との間に表面張力によって保持されながら、ネット状部材２１の面に水膜を一様に形成するとともに、メッシュによる流水抵抗が大きいため低い流水速度で流下するようになるため、受水部４まで流下するのに要する時間が長くなることによって高い蒸発効率が維持されるようになる。また、ネット状部材２１面の水は、メッシュ開口やネット状部材２１とユニット本体２０との間隙に高い表面張力で保持されているため、風を受けても飛散しづらいものとなる。
【００３８】
また、給水制御例としては種々の方法が考えられるが、例えば図１２に示される制御方法とすることができる。
【００３９】
図１２に示される給水制御は、連続給水方式と、水温監視の下で可変給水方式とを可能としたものである。受水部４内部に水温計３０を配設し、一方給水ラインに電磁流量制御弁３２を配設するとともに、その両側に手動開閉弁３１ａ，３１ｂを配設し、かつその外側を迂回するバイパス路３３を設け、その中間に手動開閉弁３１ｃを設けた構成としたものである。連続給水方式の場合は、手動開閉弁３１ａ、３１ｂを閉じ、バイパス路３３の手動開閉弁３１ｃを開として給水を行うようにする。また、可変給水方式とする場合には、手動開閉弁３１ａ、３１ｂを開き、バイパス路３３の手動開閉弁３１ｃを閉とした状態で、ユニット本体２０の表面温度を把握するために、受水部４に配設した水温計３０により冷却用ユニット２を流下し終えた水の温度を計測し、この温度計測値を制御器３３に入力する。制御器３３では、計測された水温に基づき、定性的には水温が高い場合には蒸発効率が高いものと判断し前記電磁流量制御弁３２を高い開度に設定し、水温が低い場合には蒸発効率が悪いものと判断し前記電磁流量制御弁３２を０か低い開度に設定するようにする。
【００４０】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、建物の壁面を対象として本冷却構造１を設置したが、建物の屋根面に対しても同様に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る本発明に係る冷風発生装置１の室外側姿図である。
【図２】図２は図１のII−II線矢視図（横断面図）である。
【図３】図３は図１のIII−III線矢視図（縦断面図）である。
【図４】図４は図１のIV−IV線拡大図である。
【図５】図５はその要部拡大図である。
【図６】冷風発生用ユニット２の側面図である。
【図７】給水部３の拡大縦断面図である。
【図８】受水部４の拡大縦断面図である。
【図９】冷風発生用ユニット２の他例を示す横断面図である。
【図１０】冷風発生用ユニット２の他例を示す横断面図である。
【図１１】冷風発生用ユニット２の他例を示す横断面図である。
【図１２】給水制御例を示すシステム構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１…冷風発生装置、２…冷風発生用ユニット、３…給水部、４…受水部、５…給水管、６…配水管、、２０…ユニット本体、２０ａ…凸部、２０ｂ…熱交換用フィン、２１…ネット状部材、Ｈ…壁面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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