(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却効率を改善し、小型にして全体がコンパクトな間接式気化式冷却装置を提供する。【解決手段】気化現象を生じさせる為のウエット・チャネル４と、被冷却空気を通すドライ・チャネル２とからなり、これらウエット・チャネル４とドライ・チャネル２とを交互に配置するように積層して配列し、前記ウエット・チャネル４内の気化現象により流路基盤１を冷却する間接式気化式冷却装置において、前記ウエット・チャネル４及び前記ドライ・チャネル２内を通過する空気の流れを並行流にするとともにウエット・チャネル４内に供給する空気として室内の空気を再利用することを特徴として間接式気化式冷却装置を構成する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
気化現象を生じさせる為のウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとの間に流路基盤を配置し、これらウエット・チャネルとドライ・チャネルとを交互に配置するように積層して配列し、前記ウエット・チャネル内の気化現象により前記流路基盤を冷却し、熱交換によって前記ドライ・チャネルに流入した空気を冷却する間接式気化式冷却装置において、前記ウエット・チャネル及び前記ドライ・チャネル内を通過する空気の流れを並行流にするとともにドライ・チャネルおよびウエット・チャネルに空気を送風する送風機がそれぞれ配備されていることを特徴とする間接式気化式冷却装置。
【請求項２】
前記ウエット・チャネル内に導入する空気が室内の常温の空気であり、この空気を総て排気口から排出することを特徴とする請求項１に記載の間接式気化式冷却装置。
【請求項３】
前記ウエット・チャネルを形成する流路基盤の素材としてポリエステル、ポリプロピレンおよびアルミニウムから選ばれる１つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の間接式気化式冷却装置。
【請求項４】
前記ウエット・チャネルと前記ドライ・チャネルを形成する前記流路基盤が多孔質プラスチックで型造され、この流路基盤の片面に流線型形状のスペーサーを空気の流れ方向に沿って所定間隔で複数突設して配列するとともにこの流路基盤面にエンボス模様で多数の凸部を形成して裏面にくぼみを配列形成してなる流路基盤であることを特徴とする請求項１に記載の間接式気化式冷却装置。
【請求項５】
前記流路基盤のウエット・チャネル側の表面に形成する保水層として、
・流路基盤の表面全体に短繊維を静電植毛したもの、
・該繊維が親水性の繊維であるもの、
・流路基盤の表面にシリカゲル、ゼオライト、スポンジ状酸化チタンから選ばれた１つまたは混合物を吸着剤として溶着、塗布してあるものから選ばれる１つからなる保水層を有する流路基盤を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載のいずれか１つの間接式気化式冷却装置。
【請求項６】
前記流路基盤が中空体の形状を角状又はコルゲーション状とし、気体の流通性をよくしたプラスチック構造体を芯体とし、表面に親水性の膜層を形成してなる冷却部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載のいずれか１つの間接式気化式冷却装置。
【請求項７】
前記ウエット・チャネルからの排気を加湿空気として使用することを特徴とする請求項１乃至請求項５の記載のいずれか１つの間接式気化式冷却装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、所定の間隔で基盤を積層して形成する加湿冷却ゾーン（ウエット・チャネル）と被冷却空気ゾーン（ドライ・チャネル）とを交互に隣接配置して被冷却空気ゾーンに流入した空気を冷却する間接気化式冷却装置に関する。特に、間接式気化式冷却装置の冷却部の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】  水の気化熱を利用して空気を冷却する方法は古くから使用されている。しかし、水を気化させる通路に配置された基板とこれに隣接する通路に送入される流体との熱交換の効率は悪く、実用的ではなかった。この熱交換効率を改善したものとして特開２００４−５１３３２００９年１０月２１日号公報他いくつかの特許が発明され、実用化されている。例えば、特開２００９−１５０６３２号公報によって知られている。空気を加湿すると気化現象が生じ潜熱が奪われる事により、その空気の湿球温度迄空気の温度は冷却される。しかし、同時に被冷却空気は加湿される。この原理は加湿冷却として下記特許文献などにより広く知られ、それを利用した気化式冷却器も広く作られ販売されている。放出する空気の加湿を望まない場合には、加湿冷却されるゾーン（ウエット・チャネル）と被冷却空気の通るゾーン（ドライ・チャネル）とを分離し、加湿冷却ゾーンで冷却された温度を熱交換により、被冷却空気のゾーンに伝えて、被冷却ゾーンの空気の顕熱のみを冷却するという方式。いわゆる、間接式気化式冷却器という製品も既に製作販売されている。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】  特表２００４−５１３３２０号公報
【特許文献２】  特開２００７−１４７１１７号公報
【特許文献３】  特開２００９−１５０６３２号公報
【０００４】  特許文献１の発明は、下部に配置した水槽から毛細管現象で吸い上げられた水を気化するウエットサイドを通過させる気体の流れとこのウエットサイドの隣接するドライサイド（被冷却流体を通過させる）を通過する流体を熱交換により冷却するが、この両者の間に配置する基板に多数の孔を空けてあり、これに水が流れて冷却効率を上げるもので、ウエットサイドとドライサイドを通過する気体と流体の流れは直交するものであり熱交換率が好ましいものではなかった。
特許文献２に記載される発明の冷却装置は、積層した被冷却空気の流れとウエットゾーンに流入する空気の流れとを直交するようにするとともに、基板に多数の孔を設けたり、基板の形状を九十九折にしたものである。このような構造では熱交換効率が悪く、実用的には装置が嵩張り、コンビニエンスストアなどの店に設置するにはコスト高となっていた。従って、一般家庭に設置するような小型に形成できなかった。
【０００５】  更に、特許文献３の流路基盤は、合成樹脂で形成してあるが、被冷却空気の流れと気化現象を起させる流体の流れを分流型にするものである。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】  本考案の間接式気化式冷却装置は、前記従来の間接式気化式冷却装置における冷却効率を改善し、小型にして全体がコンパクトな一般家庭にも設置できる冷却装置を提供するものである。
そのために冷却部のドライ・チャネル内を通過する被冷却空気の乱気流の発生を低下させ、かつ、熱交換率を上げ、発生する冷却熱を、最大限の熱交換効率で伝達する間接式気化式冷却装置を提供することである。【０００７】  本考案の間接式気化式冷却装置に使用する冷却部の被冷却空気とウエット・チャネル内を通過する空気の流れを並行流にし、ウエット・チャネルから排出する加湿空気を再利用し、上記の問題点を改善すべく改良工夫することを課題としたものである。
また、本考案の課題は、ドライ・チャネルとウエット・チャネルとで空気の流れを並行流にさせることにより、装置の製造を簡略化し、コンパクトに製造できる間接式気化式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】
【０００８】  本考案の課題は、以下の構成によって達成できる。
気化現象を生じさせる為のウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとの間に流路基盤を配置し、これらウエット・チャネルとドライ・チャネルとを交互に配置するように積層して配列し、前記ウエット・チャネル内の気化現象により前記流路基盤を冷却し、熱交換によって前記ドライ・チャネルに流入した空気を冷却する間接式気化式冷却装置において、前記ウエット・チャネル及び前記ドライ・チャネル内を通過する空気の流れを並行流にするとともにウエット・チャネル内に供給する空気として室内の空気を再利用する間接式気化式冷却装置の構成である。【０００９】  本考案の課題は、前記ウエット・チャネルを形成する流路基盤の素材としてポリエステル、ポリプロピレンおよびアルミニウムから選ばれる１つである間接式気化式冷却装置の構成によって達成できる。【００１０】  本考案の課題は、前記ウエット・チャネルと前記ドライ・チャネルを形成する前記流路基盤が多孔質プラスチックで型造され、この流路基盤の片面に流線型形状のスペーサーを空気の流れ方向に沿って所定間隔で複数突設して配列するとともにこの流路基盤面にエンボス模様で多数の凸部を形成して裏面にくぼみを配列形成してなる間接式気化式冷却装置の構成によって達成できる。【００１１】  本考案の前記課題は、前記流路基盤のウエット・チャネル側の前記流路基盤の表面に形成する親水性の膜層として、
・流路基盤の表面全体に短繊維を静電植毛したもの、
・該繊維が親水性の繊維であるもの、
・流路基盤の表面にシリカゲル、ゼオライト、スポンジ状酸化チタンから選ばれた１つまたは混合物を吸着剤として溶着、塗布してあるものから選ばれる１つからなる保水層有する流路基盤を使用する間接式気化式冷却装置の構成によって達成できる。
本考案の前記課題は、前記流路基盤が中空体の形状を角状又はコルゲーション状とし、気体の流通性をよくしたプラスチック構造体を芯体とし、表面に親水性の膜層を形成してなる冷却部を有する間接式気化式冷却装置の構成によって達成できる。【００１２】  本考案の間接式気化式冷却装置は、空気と空気の熱交換を行わす方式である。この方式としては、被冷却空気ゾーン（ドライ・チャネル）の空気の流れと加湿冷却ゾーン（ウエット・チャネル）の空気の流れとが対向するような並行流方式を採用する。
この並行流方式の方が直交型より熱交換効率が良いと認められている。【００１３】  本考案の間接式気化式冷却装置の流路基盤としては、加工しやすく、軽量なものがよい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの多孔質プラスチックによって型造されたものが、大量生産が容易で、安価である。また、中空体の形状を角状又はコルゲーション状とし、気体の流通性をよくしたプラスチック構造体などによって形成したものはこの芯体の中空内に空気を流通させて効率よく、熱交換することができる。更に、軽量の薄板のアルミニウム板なども使用することができる。【００１４】  この流路基盤としての多孔質プラスチックの片側、すなわち、ウエット・チャネル側の表面に形成する親水性の膜層として、織布、不織布などの紙やシートを貼り付けたものがよく、また表面に静電植毛によって短繊維の膜層を設けてもよい。この親水性の膜層の表面に酸化チタン、シリカゲルなどの吸着剤を塗布すると保水力が増加する。そのため気化効率がよい。【００１５】  本考案の間接式気化式冷却装置の流路基盤としては、ウエット・チャネルとドライ・チャネルの間で、湿度・水分の移動があってはならないので、両チャネルの隔壁としては水を透過しないポリプロピレン等のプラスチックを使用するのが好ましい。このプラスチックの隔壁は熱交換効率を最大にする為に、厚み０．３ｍｍ程度にするのが好ましい。【００１６】  ウエット・チャネル及びドライ・チャネルを形成するには、１〜５ｍｍの空間を作る為には多孔質プラスチックで一体成型が可能で、この多孔質プラスチックの表面に略菱形の幅５ｍｍ、高さ３ｍｍ程度の流線型のスペーサー２を突設形成して配置すると空気の乱流を防ぐことができる。【００１７】  多孔質プラスチックの基盤は表面が滑面であるから多孔質プラスチックの板表面に、水を湿潤させる為の膜層が設けてある。この膜層としての材料はセルロース等の紙又はポリプロピレンが適当である。この膜層の厚みとしては０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ位が適当である。【００１８】  本考案の間接式気化式冷却装置のウエット・チャネル内における気化現象を最大に生じせしめる為には、ウエット・チャネルに導入される水量はじわっと湿っている程度が適正であり、水が流れる様な状態では気化現象が逆に少なくなってしまう。その為には、前記膜層に吸着剤を含浸させておき、湿潤膜に水を保持させる。例えば、シリカゲル、スポンジ状酸化チタンなどの吸着剤を被覆する。【００１９】  本考案の間接式気化式冷却装置の流路基盤を積層配列した冷却部に水を供給する方法としては、ウエット・チャネルの流路基盤の排気口を上側に位置せしめ、縦に積層配列し、この積層した流路基盤を水槽内に浸漬して流路基盤に毛細管現象で水を供給する。この吸水力では流路基盤の上端まで水が到達しない場合があるので、他方、ウエット・チャネル内に上方から水を散水供給する。【００２０】  本考案間接式気化式冷却装置の冷却部のウエット・チャネル及びドライ・チャネルに空気を流す方法については、それぞれ独立した送風機によって各チャネル内は常に一方向に空気を流す。【００２１】  ウエット・チャネル側に導入する空気の量は、１００％利用する。ドライ・チャネル内を通過する空気も１００％利用して室内に供給することができる。ウエット・チャネルに流入した空気は、ウエット・チャネル内で気化現象を生じさせた後はウエット・チャネルの排気口より機外へ排気される。この場合、室内の空気を再利用してウエット・チャネル内に供給する事により冷却効率を高めることができる。このウエット・チャネルから排気される加湿された空気を室内に供給することにより加湿器として利用できる。【００２２】  本考案の間接式気化式冷却装置は、外気だけを利用する場合以外に、温湿度条件の良い室内からのリターン空気を利用する。この場合はリターン空気を外気と混合して使用するのでなく、条件の良いリターン空気のみをウエット・チャネルに流入させる事により、ドライ・チャネルを通過する空気の温度を更に低くさせる方法がある。また、ウエット・チャネルに流入する空気として室内のリターン空気を導入し、ウエット・チャネル内を通し、気化現象を生じせしめた後で、ウエット・チャネルの排気口から排気させることができる。【００２３】  本考案間接式気化式冷却装置におけるウエット・チャネルにおいて最大限の気化現象を生じさせる為には、水の供給の流速、分流率の適切な選定が必要である。これらの要素は、実験値によるテスト分析の結果、流路高１〜５ｍｍ、流速１〜５ｍ／秒が適正値である。
【考案の効果】
【００２４】  本考案間接式気化式冷却装置に使用する流路基盤は、流路基盤面に間隔を規制する流線型のスペーサーを多数突設形成して配列するとともにこの流路基盤の表面にエンボスによる多数の凸部（裏面にくぼみティンプル）を形成してあるものを使用できる。更に、前記凸部により流路基盤の表面積を拡大してあるから熱交換効率に優れるばかりでなく、多孔質合成樹脂（プラスチック）による軽量化により、装置全体を軽量に構成することができる。【００２５】  また、ウエット・チャネルとドライ・チャネル内における空気の流れが並行流になっているから、効率よく冷却空気を発生することができ、ドライ・チャネル、ウエット・チャネル内に送り込む空気を１００％利用することができるから効率がよい。【００２６】  また、ウエット・チャネル内を通過する空気は供給口から流入した空気を１００％排気口より排気することができ、加湿空気の排気が効率よく行われるから冷却効率がよい。従来のドライ・チャネルからの排気を再利用する分流型に比較して１００％を排気するので効率がよい。
特に、積層した流路基盤を縦型に配列して各チャンネルを縦に形成してあるから配列した流路基盤の下側を水槽に浸漬することにより、毛細管現象により水分を基盤の親水性層に吸い上げることができる。水の自然上昇により流路基盤に水を供給できる。【００２７】  流路基盤として多孔質プラスチックの板材を成形加工して多数のティプル、流線型のスペーサー及び周縁の遮蔽壁を簡易に製造することができ、間接式気化式冷却装置の小型化可能で、大量生産が容易になり、且つ、安価に生産しうる。また、他のプラスチック板の表面加工を施して保水性を高めることもできる。例えば、親水性のプラスチックの微粒子を溶射、接着して保水性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本考案の間接式気化式冷却装置の冷却部の概略説明図である。
【図２】本考案間接式気化式冷却装置に使用するウエット・チャネル内の基盤面の１実施例の概略図である。
【図３】本考案間接式気化式冷却装置に使用するドライ・チャネル内の基盤面の１実施例の概略図である。
【図４】本考案の間接式気化式冷却装置使用する基盤の他の実施例を示す斜視図である。
【図５】本考案間接式気化式冷却装置の概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００２９】  本考案の間接式気化式冷却装置について図面に示す実施形態に基づいて説明する。
図１に示す間接式気化式冷却装置の冷却部における概略図において、流路基盤１によって形成するドライ・チャネル２とこの流路基盤１の外面に親水性の保水膜３を形成し、この保水膜３，３によって囲まれたウエット・チャネル４内に外気を導入して排気口５から加湿した空気を排気する。この保水膜３には冷却部に設けた水槽７から給水する。必要に応じては上部から散水してもよい。
【００３０】  本考案間接式気化式冷却装置の冷却部に配置する流路基盤の実施例として図２、図３及び図４に示す。
図２は、ドウエット・チャネル２側に配置する流路基盤１の説明図で、多孔質プラスチックシートの表面に、型押しによって略菱形流線型のスペーサー６を形成するとともにこの配列したスペーサー６間には多数のくぼみ（ディンプル）をエンボスにより形成してある。この流路基盤１の上下の縁には案内壁８，８（側方への空気の流れを防止）を突設し、流路基盤１の上側案内壁８の両端縁に流入口９、排気口５が穿ってある。この案内壁８，８や整流板１１によってチャネル内の空気の流れが規制され、保水膜３の水を気化させながら排気口５から加湿空気が排気される。この保水膜３にはスポンジ酸化チタン、シリカゲル、などの吸水剤を塗布すると水の吸着性が向上する。
【００３１】  図３はウエット・チャネル４側に配置する流路基盤１の説明図で、多孔質プラスチックシートに菱形流線型のスペーサー６やくぼみを備え、上下に案内壁８，８を備える構成はドライ・チャネルの流路基盤１と同じである。このドライ・チャネル２の外気流入口側端縁に遮蔽壁１０が突設してある。
【００３２】  図４に示す流路基盤１は、中空体の形状を角状又はコルゲーション状とし、気体の流通性をよくしたプラスチック構造体１２を芯体とし、その両面に保水膜３を貼着したものである。この保水膜３面にスペーサー１３を配置して交互に積重して冷却部を構成する。
【００３３】  本考案の間接式気化式冷却装置の動作の説明。
図５に示すように流路基盤１を積重した冷却部を水槽７に流路基盤１を縦型に配列し、下側を水槽７に浸漬してある。他方、上側には散水部材が配設してあり、適宜にウエット・チャネル４に水が供給されている。ウエット・チャネル内に冷却水が保持される。
送風機（図示せず）を用いて外気が流入口９からウエット・チャネル４内に導入し、ウエット・チャネル４内において気化現象を生じせしめて湿気を帯びた空気を排気口１０から排気する。他方、送風機（図示せず）を使用して被冷却空気を流入口側よりドライ・チャネル２内に挿入する。このドライ・チャネル２内において冷却された流路基盤１との熱交換により冷却されて適温になって室内に供給される。
【００３４】  このような並行流の直行型の冷却部は製作が容易であり、流路基盤の流入口や排気口の構造が容易に製作できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】本考案の間接式気化式冷却装置は、水の気化現象のみを利用して空気の冷却を行うものであり、一切の冷媒ガスを使用していない。冷媒ガスの使用は地球温暖化の一因とされており、ＣＯ２削減に絶大な効果をもたらす。又、ヒートポンプなどの圧縮機を使用しない為に電気、ガス等のエネルギーを一切使用しないので利用価値は極めて広い。
【符号の説明】
【００３６】１        流路基盤
２        ドライ・チャネル
３        保水膜
４        ウエット・チャネル
５        排気口
６        スペーサー
７        水槽
８        案内壁
９        流入口
１０      遮蔽壁
１１      整流板
１２      プラスチック構造体
１３      スペーサー
【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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