(57)【要約】【課題】従来の空気調和装置は、コンプレッサーを用いるものでは装置が大規模になり、水の気化を利用するものでは、乾燥空気を提供する機能は持たず、高温多湿の時には快適な空気を提供できないものであった。【解決手段】複数の通気経路を有し、一方の空気の通気経路には水分吸収体（水分添加手段）７を、他方の通気経路には水分除去手段６を配置することにより、湿度の高いときには、装置内に吸引した空気を水分除去手段６に通過させ水分を除去した空気を供給し、肌についた汗の気化熱を奪うことにより快適感が得られ、また湿度の低いときには、装置内に吸引した空気を水分吸収体７に通過させ水分添加時の気化熱を奪うことにより冷涼感のある空気が供給可能な空気調和装置を提供できるようになる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口と、前記吸気口から空気を吸引する吸引手段と、前記吸気口から吸引した空気を排気する排気口と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分添加手段を有した第１の通気経路と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分除去手段を有した第２の通気経路と、前記第１、第２の通気経路を切り替える経路切り替え手段とを備えたことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
吸気口と、前記吸気口から空気を吸引する吸引手段と、前記吸気口から吸引した空気を排気する排気口と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分添加手段を有した第１の通気経路と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分除去手段を有した第２の通気経路と、前記第１、第２の通気経路を切り替える経路切り替え手段と、前記経路切り替え手段を制御する制御手段とを備え、前記吸気口から吸引した空気を前記第１、第２の通気経路に、交互に通過させる空気調和装置。
【請求項３】
水分添加手段は保湿された水分吸収体とし、吸気口から吸引した空気を前記水分吸収体に通過接触させることにより、前記水分吸収体が有する水分を前記吸気口から吸引した空気に与えることとした請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
水分除去手段は、通気可能な基材に、少なくともゼオライト、シリカ、アルミナのいずれかを含む水分除去材料を担持した構成とし、吸気口から吸引した空気を前記水分除去手段に通過接触させることにより、前記吸気口から吸引した空気が有する水分を除去する構成とした請求項１または２に記載の空気調和装置。
【請求項５】
基材を金属材料とし、前記基材を発熱させることにより、水分除去材料の再生を行う請求項４に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気に水分を添加または除去することにより、快適な空気を排出する空気調和装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気調和装置として、エアコンなど気体の膨張圧縮を利用して温度を調節するものや、加湿器、除湿機など水分の添加や除去するもの、さらには冷風扇など水の気化熱を利用して冷却空気を提供するもの（例えば、特許文献１参照）などが存在する。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０９−２７３７７１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エアコンなどでは快適な温度に調節するために、コンプレッサーの働きで気体を膨張圧縮させることにより空気を冷却していたが、これらによる手段では大規模な装置となる。
【０００５】
また、加湿器や除湿機に於いては、湿度を上げるまたは下げる機能を有するものであるが、快適な空気の供給という観点のものではなかった。
【０００６】
また、冷風扇では水の気化熱を利用しているため、簡便な手段により冷却空気を供給できるが、逆に乾燥空気を提供する機能は持たず、高温多湿の時には快適な空気を提供できないものであった。
【０００７】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、簡便な手段を用いて、湿度の高いときには水分を除去した空気を供給でき、肌についた汗の気化熱を奪うことにより快適感が得られ、また、湿度の低いときには、水分添加時の気化熱を奪うことにより冷涼感のある空気が供給できる空気調和装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の空気調和装置は、吸気口と、前記吸気口から空気を吸引する吸引手段と、前記吸気口から吸引した空気を排気する排気口と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分添加手段を有した第１の通気経路と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分除去手段を有した第２の通気経路と、前記第１、第２の通気経路を切り替える経路切り替え手段とを備える構成とした。
【０００９】
そして、湿度の高いときには吸気口から吸引した空気を第２の通気経路に通過させることにより、肌についた汗の気化熱を奪って快適感を与えられる、水分を除去した空気が得られる空気調和装置を、また、湿度低いときには吸気口から吸引した空気を第１の通気経路に通過させることにより、水分添加時の気化熱を前記吸気口から吸引した空気より奪うことにより冷涼感のある空気が得られる空気調和装置を、簡便な手段を用いて提供できるようになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載した発明は、吸気口と、前記吸気口から空気を吸引する吸引手段と、前記吸気口から吸引した空気を排気する排気口と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分添加手段を有した第１の通気経路と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分除去手段を有した第２の通気経路と、前記第１、第２の通気経路を切り替える経路切り替え手段とを備える空気調和装置とするものであり、簡便な手段を用いて、湿度の高いときには水分を除去した乾燥空気を供給し、肌についた汗の気化熱を奪うことにより快適感が得られ、また、湿度の低いときには、水分添加時の気化熱を奪うことにより冷涼感のある空気が供給できるものとなる。
【００１１】
請求項２に記載した発明は、吸気口と、前記吸気口から空気を吸引する吸引手段と、前記吸気口から吸引した空気を排気する排気口と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分添加手段を有した第１の通気経路と、前記吸気口と排気口の途中に設けられ水分除去手段を有した第２の通気経路と、前記第１、第２の通気経路を切り替える経路切り替え手段と、前記経路切り替え手段を制御する制御手段とを備え、前記吸気口から吸引した空気を前記第１、第２の通気経路に、交互に通過させる空気調和装置とするものであり、肌の汗などの水分が乾燥空気により乾燥されるため気化熱を奪われ冷涼感を感じ、水分が減少し冷涼感が薄れてくれば、冷却された湿潤空気を排出し、ふたたび肌が湿潤してくれば、乾燥空気を排出することにより、冷涼感を維持できるものとなる。
【００１２】
請求項３に記載した発明は、特に、請求項１または２に記載の水分添加手段を、保湿された水分吸収体とし、吸気口から吸引した空気を前記水分吸収体に通過接触させることにより、前記水分吸収体が有する水分を前記吸気口から吸引した空気に与えることとするものであり、簡便な手段で効率的に水分を添加できるようになる。
【００１３】
請求項４に記載した発明は、特に、請求項１または２に記載の水分除去手段を、通気可能な基材に、少なくともゼオライト、シリカ、アルミナのいずれかを含む水分除去材料を担持した構成とし、吸気口から吸引した空気を前記水分除去手段に通過接触させることにより、前記吸気口から吸引した空気が有する水分を除去するものであり、簡便な手段により効果的に水分を除去できるようになる。
【００１４】
請求項５に記載した発明は、特に、請求項４に記載の基材を金属材料とし、前記基材を発熱させることにより、水分除去材料の再生を行うものであり、水分除去材料交換などのメンテナンスが不要となり、より有用な空気調和装置を構成できるようになる。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１６】
（実施例１）
図１に本発明の第一の実施例における空気調和装置の構成を示す。図１において、１は吸気口、２はＨＥＰＡフィルターよりなる集塵手段である。フィルター２は吸気口１から吸引された空気から、くずやほこりなどの粒子状物質を濾過により除去する。３は活性炭のハニカム体よりなる脱臭手段であり、硫化水素や脂肪酸などの生活臭を除去する。さらに、４はファン（吸気手段）であり、５は第一の隔壁であるが、第一の隔壁５により除塵および脱臭された空気は洩れることなくファン４に吸気される。また６は水分除去手段である。
【００１７】
図２に水分除去手段６の構成図を示す。図２（ａ）は水分除去手段の斜視図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）においてＡ−Ａ´の方向に切断したときの拡大断面図である。図２（ａ）において、水分除去手段の形状をかたどっている基材２１は、長手方向５ｍｍ、短手方向２ｍｍのステンレス板により作製されたエキスパンドメタルを波板加工したものを用いている。水分除去手段６はこの基材２１にコロイダルシリカをバインダーとしてゼオライト（水分除去材料）２３を担持している。図２（ｂ）において、２１は基材（波板加工を施したエキスパンドメタル）であり、また２３はバインダーにより担持されたゼオライト（水分除去材料）である。図２（ａ）では、この基材２１に端子２２を取り付け、通電できるようにしている。
【００１８】
また、図２（ａ）中の矢印は通気方向であり、通気すれば、基材２１表面に担持したゼオライト２３の吸着作用により、水分が吸着し、乾燥空気として排出される。また、端子２２に通電することにより、基材２１は発熱し、吸着した水分が脱着することによりゼオライト２３が再生される。ここでは水分除去材料２３としてゼオライトを用いたが、ゼオライト以外にもシリカやアルミナなどの吸湿材料でも同様の効果のあるものである。また、ここで、基材２１は波板加工を施したエキスパンドメタルを用いたが、エキスパンドメタルに限らず、金網などの通電できるものであればよいものである。
【００１９】
よって、エキスパンドメタルや金網以外にも金属箔やパンチングメタルなどでもよいが、本実施例のように波板加工を施したエキスパンドメタルや金網を用いれば、波板加工により形成されたバルク体のなかで空気は、網目を通過し通気方向以外にも通気されるため、低圧損で高効率な接触が図れ、結果として水分除去率の高い乾燥空気が供給できるものとなる。
【００２０】
また、図１において、７は水分吸収体（水分添加手段）であり、ここではアルミナ、シリカの繊維をハニカム体に成形したものを用いている。８は図示していない水分供給孔から供給された水であり、アルミナ、シリカ繊維の毛管現象により、ハニカム体で構成した水分吸収体７全体が保湿されているものである。ここに空気が通過すれば、ハニカム体の大きな表面積の働きで、効率よく接触し、水分が気化し、気化熱を奪い、冷却湿潤空気として排出され、水分吸収体７を構成しているものである。
【００２１】
また９は第二の隔壁であり、水分除去手段６と水分吸収体７の経路を分けている。さらに１０−１、１０−２は経路切り替え手段であり、２枚の板が連動して動き、水分除去手段６を有する第２の通気経路２５か、水分吸収体（水分添加手段）７を有する第１の通気経路２４のどちらか一方の経路に流れるようになっている。この経路切り替え手段１０−１、１０−２は図示していない制御手段により、自在に切り替えることができる。また、１１は排気口であり、調和された空気を排出するが、排気角度を自在に調節できるようになっている。
【００２２】
以上の空気調和装置の動作を簡単に説明する。ファン４が作動すれば、外気は吸気口１を通過した後、ＨＥＰＡフィルタよりなる除塵手段２および活性炭ハニカムよりなる脱臭手段３を通過する。このとき、ほこりや粒子状物質は除塵手段２の働きで除去される。また硫化水素や脂肪酸など生活に由来するにおい分子は脱臭手段３の働きで除去される。その後ファン４を通過した後、経路切り替え手段１０−１、１０−２の向きにより水分除去手段６が配置された第２の通気経路２５または水分吸収体７が配置された第１の通気経路２４のいずれかの経路を通過して排気口１１から排気される。ここで、水分除去手段６を通過すれば基材に担時されたゼオライト２３の吸着作用により、水分が除去され乾燥空気として排出される。水分吸収体７を通過すれば、水分吸収体７が有する水が気化する際の気化熱を奪われ、冷却された湿潤空気として排出される。ここで、排出空気は第一の隔壁５および第二の隔壁９により、互いに交じり合うことなく排出されるものである。
【００２３】
このように、除塵および脱臭された乾燥もしくは冷却湿潤された調和空気は排出されるが、排気口１１の向きにより、顔付近、とくにあごから口に向かうように排気角度を設定すれば清涼感を得ることができる。
【００２４】
この空気調和装置を用いて、効果を確かめる実験を行なった。
【００２５】
（実験例１）
まず、水分除去手段６の効果を調べる実験を行なった。
【００２６】
経路切り替え手段１０−１、１０−２を水分除去手段６側にして、またファンの風量を３００Ｌ／分に設定して実験を行なった。
【００２７】
実験は温度２８℃、湿度８０％ＲＨの雰囲気とした恒温槽中で行なった。空気調和装置を作動させ、排気口１１付近の温湿度を測定したところ２８℃３０％ＲＨであり、水分除去の効果が検証された。
【００２８】
次に、６名で官能評価を行なった。空気調和装置から５０ｃｍはなれた位置で、排気口１１の角度を調節し、排気があご付近にあたるようにした。また回答は９段階の快適度、不快度で行なうものとした。９段階とは＋４：極端に快適、＋３：かなり快適、＋２：快適、＋１：やや快適、０：快適でも不快でもない、−１：やや不快、−２：不快、−３かなり不快、−４：極端に不快とするものである。
【００２９】
まず、２８℃、８０％ＲＨの雰囲気では回答の平均が−２．７であった。これに対して空気調和装置を作動させれば、＋１．２であった。対照実験として送風だけにしたところ＋０．２となり、官能評価で快適感を示す効果が検証された。
【００３０】
このように、高湿雰囲気下においては水分除去手段６を作動させることにより、乾燥空気が排出され、汗など肌に付着している水分の気化を促進させることにより清涼感を得ることができるものとなる。
【００３１】
（実験例２）
次に、水分吸収体（水分添加手段）７の効果を調べる実験を行なった。
【００３２】
経路切り替え手段１０−１、１０−２を水分吸収体７側にして実験を行なった。なお風量は前記実験例１と同様の３００Ｌ／分である。
【００３３】
実験は温度３３℃、湿度４０％ＲＨの雰囲気とした恒温槽中で行なった。空気調和装置を作動させ、排気口１１付近の温湿度を測定したところ２６℃８０％ＲＨであり、水分の気化による冷却効果が検証された。
【００３４】
前記実験例１と同様に、６名で官能評価を行なった。前記実験例１と同様に空気調和装置から５０ｃｍはなれた位置で、排気があご付近にあたるようにし、回答は９段階の快適度、不快度で行なうものとした。
【００３５】
まず、３３℃、４０％ＲＨの雰囲気では回答の平均が−２．０であった。これに対して空気調和装置を作動させれば、＋０．９であった。対照実験として送風だけにしたところ＋０．２となり、官能評価でも効果が検証された。
【００３６】
このように、高温で比較的低湿度の雰囲気下においては、水分吸収体７側に通気させることにより、水の気化による冷却効果により、清涼感を得ることができるものとなる。
【００３７】
（実験例３）
次に、効果の継続を調べる実験を行なった。
【００３８】
実験例１と同様に、経路切り替え手段１０−１、１０−２を水分除去手段６側にして、温度２８℃、湿度８０％ＲＨの雰囲気とした恒温槽中で実験を行なった。空気調和装置を作動させ、排気口１１付近の温湿度を測定したところ、最初、排気口１１付近では２８℃３０％ＲＨであったが、１０分後にはゼオライト２３の吸湿作用が飽和に達し、ほぼ雰囲気と同等となった。つまり、送風効果のみとなった。
【００３９】
次に、経路切り替え手段１０−１、１０−２を制御する制御手段を作動させ、吸気された空気を、水分除去手段６側と水分吸収体７側に交互に１分ずつ流れるように設定して行った。また、水分吸収体７側に空気が流れているときには、水分除去手段６の基材２１に通電し、ゼオライト２３の再生が図れるように制御した。
【００４０】
実験開始から３０分経過した後でも水分除去手段６側に流れているときには、排気口１１付近の温湿度は２８℃４０％ＲＨを維持しており、水分の除去効果が維持できていることが確認された。なお、水分吸収体７側に流れているときには、２７℃８５％ＲＨとなっていた。
【００４１】
また３０分後に、同様に官能評価も行なったところ、回答の平均が＋０．９であり、効果の持続が確認された。
【００４２】
このように、水分除去手段６側と水分吸収体７側に交互に流れるように制御手段を設定し、さらに水分吸収体７側に流れているときには、水分除去手段６の基材２１に通電し、ゼオライト２３の再生が図れるように制御することにより、水分除去手段６の効果が維持できるものとなる。また、水分吸収体７と交互に流すことにより、肌を潤わせ、乾燥空気で清涼感を得ることの繰り返しができるため、清涼感が維持できるものとなる。
【００４３】
（実験例４）
次に、フィルタ（集塵手段）２と脱臭手段３の効果を調べる実験を行なった。
【００４４】
ここでは、経路切り替え手段１０−１、１０−２を水分除去手段６側にして、実験は温度２８℃、湿度８０％ＲＨの雰囲気とした恒温槽中で行なったが、そのとき恒温槽中でタバコ（マイルドセブン）を５本燃焼させて官能評価を行なった。同様に６名で９段階の快適度、不快度で行なうものとした。
【００４５】
まず、空気調和装置を作動させないときでは回答の平均が−４．０であった。これに対して空気調和装置を作動させれば、＋０．２であった。対照実験としてフィルタ（集塵手段）２と脱臭手段３を取り除いて実施したところ−３．２となり、脱臭および集塵の効果が検証された。
【００４６】
このように、フィルタ（集塵手段）２および脱臭手段３を有することにより、ほこりや煙などの粒子状物質およびニオイを除去でき、温度や湿度の調節だけに比べて、さらに快適な空気を供給できる空気調和装置とすることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、湿度の高いときには水分を除去した空気を供給し、肌についた汗の気化熱を奪うことにより快適感が得られ、また、湿度が低いときには、水分を添加することによる冷涼感のある空気が供給できる空気調和装置を簡便な手段を用いて、提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における空気調和装置の構成図
【図２】（ａ）本発明の実施例１における水分除去手段の構成図
（ｂ）同、水分除去手段を（ａ）のＡ−Ａ´方向に切断したときの拡大断面図
【符号の説明】
１  吸気口
２  フィルタ（集塵手段）
３  脱臭手段
４  ファン（吸気手段）
６  水分除去手段
７  水分吸収体（水分添加手段）
１０−１、１０−２  経路切り替え手段
１１  排気口
２１  基材（波板加工を施したエキスパンドメタル）
２２  端子
２３  ゼオライト（水分除去材料）
【図１】
2004263978.tif 000003
【図２】
2004263978.tif 000004