(57)【要約】【課題】気化式冷却装置を安価に構成し、加えて噴霧量を正確に制御する。【解決手段】気化式冷却装置の構成として、外気ＯＡ（空気）をミストノズル１４から噴霧された水微粒子により気化冷却後、撥水性フィルタ１６を通過させてから発熱体１８に接触させる。また、外気ＯＡの温度を測るセンサＴｏａ、撥水性フィルタ内部温度を測るフィルタ内部温度センサＴｗを設け、これらの値より外気の湿度や適正な噴霧量を求める。【選択図】図１
2013213616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通風の上流側から散水ノズル、撥水性フィルタ、発熱体の順に並べ、送風ファンによりこれらに空気を通風させ、
前記散水ノズルにより噴霧された水微粒子により前記空気を気化冷却し、気化冷却された前記空気を前記撥水フィルタに通した後に発熱体に接触させることを特徴とする気化式冷却装置。
【請求項２】
前記撥水フィルタ内部に第１の温度センサと、外気の温度を測定する第２の温度センサとを設け、該第１の温度センサの値と該第２の温度センサの値とに基づき外気の湿度を推定すること
を特徴とする請求項１に記載の気化式冷却装置。
【請求項３】
前記撥水フィルタ内部に第１の温度センサと、外気の温度を測定する第２の温度センサとを設け、該第１の温度センサの値と該第２の温度センサの値と前記送風ファンの風量とに基づき設定される噴霧量を前記散水ノズルから噴霧すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の気化式冷却装置。
【請求項４】
通風の上流側から散水ノズル、撥水性フィルタ、発熱体の順に並べ、送風ファンによりこれらに空気を通風させ、
前記散水ノズルにより噴霧された水微粒子により前記空気を気化冷却し、気化冷却された前記空気を前記撥水フィルタに通した後に発熱体に接触させる気化式冷却装置の制御方法において、
前記撥水フィルタ内部の温度と外気の温度とから前記空気に加湿可能な水の量を算出するステップと、
前記ファンの送風量と前記水の量とに基づき、噴霧量を設定し前記散水ノズルから噴霧するステップと、
を有することを特徴とする気化式冷却装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は気化潜熱を用いた気化冷却装置およびその制御方法に関わり、特に外気等を用いる空調機の前段に設け熱交換効率を向上させる気化冷却装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高集積化・大容量化に伴いサーバ機等の電算機の発熱量は大きくなり、これらが多数設置されるデータセンタ等では、サーバ機の安定した稼動と言う運用面からも発熱源の冷却が求められてきた。またデータセンタは２４時間稼動する為、一過性の冷却では無く常に冷気の供給が必要である。近年では省エネ化の流れもあり様々な手法で安定かつ省エネを実現した空調装置が考案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２、３、４、５に記載の従来技術が知られている。
特許文献１は室外機のファンと熱交換器との間に水を散布するノズルを設け、従来と変わらない室外機のケーシング内で、効果的に冷却を補助する。
【０００４】
特許文献２も室外機を冷却する装置で、室外機の空気の吸い込み口と直交して霧状の水を噴霧することにより水の使用量を抑え効率よく冷却する。
特許文献３も室外機を冷却する装置で、特に微細ミストを用いる点が記載されており、エアと水とを同時に噴射する二流体ノズルを用いて微細ミストを発生させる。
【０００５】
特許文献４はフィルタ（マット）に散水し、その濡れ具合を制御することにより過不足なく給水し気化冷却する。
特許文献５もフィルタを用いた気化冷却方法で、フィルタ（親水性加湿エレメント）の上部から散水器で純水を滴下し、ここに軸流ファンで空気を流すことにより気化冷却させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３５２３３号公報（第３頁右側、図１）
【特許文献２】特開２０１１−４７６０１号公報（第６頁、図４）
【特許文献３】特開２００８−１２８５００号公報（第７頁、図２）
【特許文献４】特開２０１０−２３６８４４号公報（第９頁、図１２；第８頁、図４）
【特許文献５】特開２００２−１５６１３７号公報（第５頁左側、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら上記特許文献１、２、３、４、５の従来技術は、運用面を考慮しつつ安価かつ効率的な気化冷却を十分に実現しているとは言えない。
上記特許文献１、２においては空調用の室外機の熱交換器に直接水を散布することになるので、水や外気に含まれる不純物成分がスケールを形成し熱交換性能を低下させる。上記特許文献３では微細ミスト状にて散布することにより粒径は１０μｍ以下となり蒸発するまでの時間が短く、壁面などに水滴をつくりにくい。但し構成に二流体ノズルが必要になり、加えて水滴を形成しにくいもののミストノズル直近は濡れるので、数ｍの蒸発吸収距離が必須となる。また、これらの特許文献は発熱源である熱交換器やファンへの防滴に関する対策がなく、これらに水滴付着することにより生じる錆等への対策も必要になる。
【０００８】
一方で、上記特許文献４、５は保水性のあるフィルタを介在し気化冷却させるのでフィルタ自体が水滴の飛散を緩衝し、また特許文献５では過剰に供給された水は回収される構造なので水滴を飛散しない気化冷却が可能である。これらに用いられる保水性フィルタは吸水性のある素材（例えば、紙パルプや繊維から製造される不織布）を原料としており、保水機能を高めるのに有効な多孔質を形成しているが、この部分が粉塵等で目詰まりを起こし保水性が失われ、場合によっては腐食の恐れもある。
【０００９】
いずれの従来技術の場合も、スケールの定期的な除去、或いは、フィルタの交換等のメンテナンスが必要になり安価かつ効率的と言えない。
上記特許文献４には、フィルタ（マット）への給水量の制御としてフィルタ前後に配置した温度差を用いる点も記載されている。この温度差が設定値以上の場合は保水状態が十分と判定し給水を停止し、設定値以下の場合は保水状態が不十分と判定し給水を再開する。このように親水性のフィルタを用いた場合、給水のオン／オフ制御が必要になり制御機器に負荷が掛かる為、機器の寿命（メンテナンス性）の面で課題が残る。また、オン／オフ制御に伴う起電力により省エネの面でも課題が残る。
【００１０】
本発明の課題は、水滴の飛散を防止しつつ安価でメンテナスの必要性の低い気化冷却装置を提供することにある。また別の課題として、水の噴霧量を正確に制御しオン／オフ制御の不要な気化冷却装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した目的を達成するために、請求項１に記載の気化式冷却装置によれば、通風の上流側から散水ノズル、撥水性フィルタ、発熱体の順に並べ、送風ファンによりこれらに空気を通風させ、前記散水ノズルにより噴霧された水微粒子により前記空気を気化冷却し、気化冷却された前記空気を前記撥水フィルタに通した後に発熱体に接触させることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の気化式冷却装置によれば、前記撥水フィルタ内部に第１の温度センサと、外気の温度を測定する第２の温度センサとを設け、該第１の温度センサの値と該第２の温度センサの値とに基づき外気の湿度を推定することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に記載の気化式冷却装置によれば、前記撥水フィルタ内部に第１の温度センサと、外気の温度を測定する第２の温度センサとを設け、該第１の温度センサの値と該第２の温度センサの値と前記送風ファンの風量とに基づき設定される噴霧量を前記散水ノズルから噴霧することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に記載の気化式冷却装置の制御方法によれば、通風の上流側から散水ノズル、撥水性フィルタ、発熱体の順に並べ、送風ファンによりこれらに空気を通風させ、
前記散水ノズルにより噴霧された水微粒子により前記空気を気化冷却し、気化冷却された前記空気を前記撥水フィルタに通した後に発熱体に接触させる気化式冷却装置の制御方法において、前記撥水フィルタ内部の温度と外気の温度とから前記空気に加湿可能な水の量を算出するステップと、前記ファンの送風量と前記水の量とに基づき、噴霧量を設定し前記散水ノズルから噴霧するステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の気化冷却装置、およびその制御方法によれば、冷却対象の上流側に位置し、ミストノズル、撥水性フィルタ、発熱体の順に構成したので、気化冷却の際に生じる水滴が後段の発熱体に飛散することを防止し、また撥水性フィルタは根詰まりの可能性が無く、構成が簡単なのでメンテナンスの必要性も低くかつ安価である。
【００１６】
また、撥水性フィルタ内に温度センサ（湿球温度計相当）を設け、該温度と外気温センサの温度とを用いて外気の湿度を推定して制御するので高価な湿度計を用いなくとも良い。加えて給水量の制御においては飽和水蒸気量や飽和効率、給水利用率に基づいて適量を噴霧し続けるので噴霧に関係する機器のオン／オフ制御が不要な上、噴霧し続けても水の無駄使いを抑えた気化冷却運転を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に関わる概略構成図である。
【図２】本発明における制御装置の外気湿度推定フローチャートである。
【図３】本発明における制御装置の給水量設定フローチャートである。
【図４】本発明における噴霧時の温度変化を測定した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に関わる概略構成図である。ここでは装置の基本構成及びその動作について説明する。
【００１９】
気化冷却装置１０は装置筐体の外部の空気を吸い込み発熱体１８を冷却後に空気を排気する空冷式の冷却装置を構成する。ここで、吸い込み側の空気を外気ＯＡ、排気する側の空気を排気ＥＡと呼称する。より具体的に説明すると、外気ＯＡはファン１２の送風により筐体内に吸い込まれる。次にミストノズル１４より噴霧される水微粒子の気化熱により気化冷却され、外気ＯＡが冷気となる。冷気は撥水性フィルタ１６を通過した後、発熱体１８に接触し、冷気の吸熱効果により発熱体の熱を奪い排気ＥＡとして筐体外部に送られる。ここで、ファン１２はどのような送風機であっても、また台数にも制限はないが、撥水性フィルタ１６及び発熱体１８に通風するのに十分な風力を有する。なお以下の説明では一例としてファン１２の風力で撥水性フィルタ１６及び発熱体１８に冷気を押し込む構成を用いて説明するが、発熱体１８の下流にファン１２を設置しファン１２の風力で撥水性フィルタ１６及び発熱体１８に冷気を引き込む構成であっても構わない。
【００２０】
ファン１２がミストノズル１４の上流側にある場合、水滴の飛散を回避するのに十分な距離をミストノズル１４との間に設ける。
ミストノズル１４は、給水ポンプ２０が給水管２２を通して送水した水を水微粒子として噴霧する機器である。制御装置３０の指令により、給水ポンプ２０を制御することにより、ミストノズル１４の噴霧量を調整する。ミストノズル１４の下方近傍空間は十分な容積があり、噴霧された水は水滴とはならず水蒸気となる。この液相から気相への変化の際に、気化熱により近傍空間の空気を冷却する。
【００２１】
撥水性フィルタ１６は、塩化ビニル等（ポリ塩化ビニリデン）の樹脂繊維を不織布状に加工したものであり、一方の面から他方の面まで直線では通風できない構造でありながら通気抵抗が小さいのが特徴である。本実施例おいては、例えば、武蔵野技研株式会社のクレハロンロック（商標登録）のフィルターで規格５５２５、或いは旭化成ケミカルズ株式会社のサランロック（商標登録）の品番ＯＭ−１５０を用いる。なお、親水性フィルタに比べて十分に圧損が低い構成である。また、仮に一方の面に水滴が形成された場合でも、撥水性にてフィルタ素材内に吸収されず、重力落下することになる。重力落下にする間も、撥水フィルタ１６に送風される空気と触れ気化蒸発が促される。撥水フィルタ１６の最下方まで到達した水滴はドレンパン２４で収集され、排水管２６により排出される。なお、制御装置３０が排水管２６の流量の値を得ることにより水滴の発生を感知できる。
【００２２】
発熱体１８は例えば熱交換器の凝縮器等で、外気ＯＡに比べ高温な状態である。ここでは凝縮器のみを図示し、冷媒配管や蒸発器、圧縮機等は省略している。発熱体１８は、この例に限らず被冷却対象であれば構わないが、外気や湿度の高い空気を吹き付けるので、清浄度や防湿の必要の無いものが好ましい。
【００２３】
板２８はミストノズル１４の性能に応じて構成するが無くても構わない。ミストノズル１４の吹き出し口近傍は略水滴状態を形成する可能性を考慮し、ファン１２との関係によっては水滴が下流に送風される可能性がある。ここで板２８には撥水フィルタ１６と天井部との間隙等への回り込みを防止する効果がある。
【００２４】
なお、上述の装置の構成は一例であって、例えば、給水管２２に高圧を掛けられるのなら、ポンプ２０の替わりに噴霧調整用のバルブの開閉量を制御装置２０によって制御しても構わない。また図１で示すように、例えばドレンパン２４の上流側（ミストノズル１４側）の上面部分を閉鎖する形状としても構わない。このことによりドレンパン２４内に水滴が溜まった際に、ファン１２の送風により、水滴が下流側に運ばれる可能性を低減できる。同様にドレンパン２４の発熱体１８側の受け皿の高さを高くすることにより後段の発熱体１８への飛散を回避する構造にしても構わない。また、発熱体１８を気化冷却装置１０の筐体内に設置した例にて説明したが、筐体外部にあっても構わない。また、撥水性フィルタ１６の上部を筐体の天井部と密着させても構わない。またファン１２に防滴処理を施し、ミストノズル１４と近接させても構わない。また、制御装置３０は演算装置・記憶装置・通信装置等を備える一般的なコントローラであればよく、配線も主要部のみを図示したが、どのように配線してもよく無線通信であっても構わない。また、ここで用いる水は水道水を想定しているが純水を利用できるのなら更に良い。
【００２５】
図２は、本発明における制御装置の外気湿度推定フローチャートである。ここでは図１、図２、図４を用いて、その具体的な方法を説明する。
図１に示すように、外気ＯＡの温度を測るセンサＴｏａ、撥水性フィルタ内に設置しフィルタ内部温度を測るフィルタ内部温度センサＴｗを設ける。これらの温度センサの設置箇所を説明する。外気温度センサＴｏａは外気温度を測れる場所であればどこに配置しても構わないが、気化冷却装置１０の空気吸い込み口の近傍が望ましい。内部温度センサＴｗは撥水性フィルタ１６の内部であればどこでも構わないが、撥水性フィルタ１６の構造上、上部に比べると下部において水滴を形成し易い。同様に、撥水性フィルタ１６の下流側は水滴を形成し難い。後述のように湿球温度計とみなす関係上、十分な湿りを得やすい下部かつやや上流側（撥水フィルタ１６において、ミストノズル１４に近い側）に設置するのが望ましい。
【００２６】
図２に示すように、ミストノズル１４より噴霧を開始する（ステップＳ１００）。噴霧開始から所定の設定時間が経過していない場合（ステップＳ１１０；ＮＯ）は経過するまで待ち、経過している場合（ステップＳ１１０；ＹＥＳ）は外気温度Ｔｏａと内部温度Ｔｗとを測定し制御装置３０に記憶する（ステップＳ１２０）。ここで所定の設定時間については後で詳しく説明するが、端的に説明するとミストノズル１４噴霧開始後で、内部温度Ｔｗがある程度安定するまでの時間を指す。外気湿度Ｈｏａを求める算定周期でない場合（ステップＳ１３０；ＮＯ）はステップＳ１２０に戻り、算定周期の場合（ステップＳ１３０；ＹＥＳ）は算定周期内で一番低い内部温度Ｔｗと、その時の外気温度Ｔｏａを使用して外気湿度Ｈｏａを求める（ステップＳ１４０）。装置の停止指令（割り込み）が無ければ、ステップＳ１２０に戻り計測を続ける（ステップＳ１５０；ＮＯ）。装置の停止指令（割り込み）があれば（ステップＳ１５０；ＹＥＳ）、ミストノズル１４の噴霧を停止する（ステップＳ１６０）。なお、ステップＳ１３０は必須構成ではなく、ステップＳ１２０の計測結果を用いてステップＳ１４０で外気湿度Ｈｏａをオンタイムで常時算出しても構わない。以下で詳しく説明するが、ステップＳ１４０における外気湿度Ｈｏａの算出方法は内部温度Ｔｗを湿球温度、外気温度Ｔｏａを乾球温度とみなし、いわゆる湿乾温度計の構成により外気湿度Ｈｏａを求める方法である。
【００２７】
ここで図４は、外気温度２９℃、外気湿度７５％の場合に水を５分１０秒噴霧した実験結果である。図から分かるように水噴霧開始後約１０秒間で内部温度Ｔｗが急激に下がっている。これは、噴霧開始直後より気化冷却の効果が顕著に現れることを示している。また経過時間２分（水噴霧から約１分１０秒後）で内部温度Ｔｗはほぼ下限温度に達している。このように内部温度Ｔｗがほぼ下限温度に達するまでの経過時間は、外気温度Ｔｏａと外気湿度Ｈｏａ等の外的要因や、ミストノズル１４や撥水性フィルタ１６の性能によって変わるものの、概ね１０秒以上１分以内で内部温度Ｔｗは下限温度に達することが実験により分かっている。そこで、上述の設定時間を１０秒〜１分程度に設定して構わない。
【００２８】
図４の実験結果において外気温度の振れはあるものの、噴霧後１０秒でＴｗ＝２５．５℃を、経過時間２分でＴｗ＝２５℃を計測している。例えば設定時間を１０秒、算定周期を５分とした場合、経過時間２分におけるＴｗ＝２５℃が計測した中で一番低い温度であり、その時の外気温度はＴｏａ＝２８．７℃になる。図２のフローチャートでは、計測した中で一番低い温度を代表値として用いる方法を示したが、この例に限らない。例えば、内部温度Ｔｗの触れ幅の大きい噴霧直後（例えば１０秒間）を除いて、設定時間における全ての平均値を用いても構わない。この場合、Ｔｗ＝２５．２℃、Ｔｏａ＝２８．６℃となる。
【００２９】
ところでフィルタ内部温度センサＴｗは撥水性フィルタ１６内にあり、この近傍の空気はミストノズル１４による継続噴霧と撥水性フィルタ１６とにより湿った状態である。換言すれば内部温度センサＴｗで計測された温度は湿球温度に近いと言える。そこで、内部温度Ｔｗ（湿球温度）と外気温度Ｔｏａ（乾球温度）とを用い、湿り空気遷図より相対湿度を求める事ができる。或いは飽和水蒸気圧より、相対湿度を求めても良い。例えば、公知である下記数式１、２、３を用いる。数式１を用いて湿球温度における飽和水蒸気圧を求め、数式２より水蒸気圧を求める。両者の比である数式３が相対湿度となる。なお、数式２においてＡは湿球が氷結しない場合は０．５０を、氷結した場合は０．４４を用いる。Ｐは気圧、Ｔｄは乾球温度、Ｔｗは湿球温度を指し、飽和水蒸気量Ｅは数式１において乾球温度における飽和水蒸気量を用いる。数式１、２におけるＴ，Ｔｄ、Ｔｄはセルシウス温度を、Ｅ及びｅ、Ｐの単位はｈＰａとする。なお、以下の本計算においては、Ｐとしては標準大気圧の１気圧に相当する１０１３．２５ｈＰａを用いる。
【００３０】
[数１]
テテンスの式；
飽和水蒸気圧：Ｅ＝６．１０７８×１０＾（７．５Ｔ／（Ｔ＋２３７．３））
[数２]
スプルングの式；
水蒸気圧：e＝Ｅ−（Ａ／７５５）・Ｐ（Ｔｄ−Ｔｗ）
[数３]
相対湿度：ＲＨ＝ｅ／Ｅ
例えばＴｗ＝２５℃（湿球温度）、Ｔｏａ＝２８．７℃（乾球温度）の場合、数式１よりＥ≒３９．３６（ｈＰａ）となる。この値と数式２より、ｅ≒２９．１９（ｈＰａ）となる。そこで、数式３より相対湿度である７４．１６％が求まる。ここで求めた相対湿度の値はユーザが気化冷却装置１０の運転状況の確認や外気湿度の目安としての利用を想定しており厳密な値を必要としない。例えば５％刻みの値で十分であり、ここでは７４．１６％を７５％と表示しても構わない。
【００３１】
図４に関して説明を補足する。図面内に示している「外気温度２９℃及び外気湿度７５％」は実験開始時の値である。この外気湿度は、上述の図２のフローチャート（及び数式１〜３）によって求めたものではなく、検証の為に用意したものである。両者の湿度が概ね一致することが確認できる。また実験では水噴霧を経過時間６分で停止させているが、これは停止させて際の温度の振る舞いを確認する為であり、実際の気化冷却装置１０の使用状況においては噴霧を継続させて構わない。
【００３２】
図３は、本発明における制御装置の給水量設定のフローチャートである。ここでは図３を用いて、その具体的な方法を説明する。なお図３のフローチャートの実行周期については特に制限はないが、例えば図２のフローチャートのステップＳ１３０の算定周期と連動し、ステップＳ１４０で外気湿度を求めるタイミングで実行しても良い。いずれにせよ以下で説明する噴霧量Ｃを可変制御する。例えば昼夜や四季で著しく変化する外気温度Ｔｏａや外気湿度Ｈｏａ、時間により変換する発熱体１８の発熱状態やこれを冷やす為に可変させるファン１４の風量Ｂ等により決まる。ここでは説明を省略するが、フィードバック制御やフィードフォワード制御、ＰＩＤ制御等、周知の手法を用いても構わない。
【００３３】
図３のフローチャートを説明する。外気温度Ｔｏａより飽和水蒸気圧を計算し、飽和水蒸気圧より飽和水蒸気量Ｗｍａｘを求める（ステップＳ２００）。次に、外気湿度Ｈｏａと飽和水蒸気量Ｗｍａｘより、水蒸気量Ｗが求まる（ステップＳ２１０）。これらの飽和水蒸気量Ｗｍａｘ、水蒸気量Ｗ、及び冷却装置の性能により噴霧量Ｃ（ｇ／ｓｅｃ）も決まる（ステップＳ２２０）。なお、以降の説明において、ステップＳ２００やステップＳ２１０では計算で値を求めているが飽和水蒸気曲線や温度と水蒸気量との関係を予め一覧表にしておき、これらから値を求めても構わない。
【００３４】
ステップＳ２２０において、冷却装置の性能は、筐体空間の広さ、ファン１２の送風量、ミストノズル１４の噴霧能力、撥水性フィルタ１６の大きさや圧損、発熱体１８の大きさや圧損等及び各機器の制御諸量により決まる。これらの諸量の中に飽和効率、給水利用率がある。
【００３５】
飽和効率とは加湿による空気の状態変化における加湿し易さを表す係数である。噴霧前の乾球温度をＴ１、噴霧前の乾球温度をＴ２、飽和時の乾球温度をＴｓとすると、（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｔｓ−Ｔ１）の比で表され、例えば、飽和効率５０％のように表記される。
【００３６】
給水利用率とは給水量に対する実際の加湿に利用された水量を表す尺度で、“有効な噴霧（加湿）量／給水量”で表される。当然、給水利用率が１に近いほど無駄の無い給水を意味する。本実施例においては、排水管２６からのドレンが少なければ給水利用率が１に近づくと言える。
【００３７】
ところでミストノズル１４下方に噴霧される水微粒子はファン１２により送風されるが、この送風量をＢ（ｍ3／ｓｅｃ）、飽和水蒸気量をＷｍａｘ（ｇ／ｍ3）、現在の水蒸気量Ｗ（ｇ／ｍ3）、飽和効率Ｓ（％）、給水利用率Ｑとし、圧損等は小さく概算において無視できる範囲内とすると、以下の数式４が成り立つ。なお、理想気体においては以下の数式５が成り立つことは周知である。
【００３８】
[数４]
噴霧量：
Ｃ（ｇ／ｓｅｃ）＝Ｂ（ｍ3／ｓｅｃ）×（Ｗｍａｘ（ｇ／ｍ3）−Ｗ（ｇ／ｍ3））
×Ｓ（％）／Ｑ
[数５]
飽和水蒸気量：Ｗｍａｘ＝２１７×Ｅ（Ｔ）／（Ｔ＋２７３．１５）
水蒸気量：Ｗ＝２１７×ｅ（Ｔ）／（Ｔ＋２７３．１５）
例えばＨｏａ＝７５％（外気湿度）、Ｔｏａ＝２８．７℃（乾球温度）の場合の噴霧量Ｃを図３のフローチャートの順に求める。
【００３９】
初めに飽和水蒸気量Ｗｍａｘを求める（ステップＳ２００）。数式１において、Ｔ＝Ｔｏａ＝２８．７℃とすると、飽和水蒸気圧Ｅ≒３９．３６（ｈＰａ）となる。この結果と数式より、飽和水蒸気量Ｗｍａｘ≒２８．２９（ｇ／ｍ3）となる。
【００４０】
続いて水蒸気量Ｗを求める（ステップＳ２１０）。相対湿度ＲＨ＝Ｈｏａ＝７５％なので、数式３及び数式５より水蒸気量Ｗ＝飽和水蒸気量Ｗｍａｘ×相対湿度ＲＨとなり、水蒸気量Ｗ≒２１．２２（ｇ／ｍ3）となる。
【００４１】
ここで数式４を用いて噴霧量を求める（ステップＳ２２０）。上述の通り冷却装置の性能は、諸量によって決まる。例えば本実験においては、ファン１２の風量Ｂは１．７（ｍ3／ｓｅｃ）、飽和効率Ｓ（％）は概ね８３％、給水利用率Ｑは０．５（〜０．６）程度であることが分かっている。これらの値と、先のステップで求めた飽和水蒸気量Ｗｍａｘ、水蒸気量Ｗを数式４に代入すると、噴霧量Ｃ≒１９．９６（ｇ／ｓｅｃ）となる。
【００４２】
以上で説明した通り本実施例の気化冷却装置において、ミストノズル１４で噴霧した水微粒子を含む空気は撥水性フィルタ１６を通過後に発熱体１８に接するので、仮にミストノズル１４の近傍空間で水滴を形成しても、撥水性フィルタ１６が緩衝して後段の発熱体１８に飛散することはない。かつ撥水性フィルタ１６は保水の必要は無く滴下するため、簡易な構造で安価かつメンテナンスの必要性は低い。また、撥水性フィルタ１６の内部にフィルタ内部温度を測るフィルタ内部温度センサＴｗを設け、これを外気に対する湿球温度計とみなし外気湿度Ｈｏａを推定できる。比較的高価である湿度計を温度計によって代替えできるので、ここでも安価な構成で気化冷却装置を提供できる。また、外気湿度Ｈｏａと外気温度Ｔｏａから噴霧に必要な水量を求められるので、ミストノズル１４の噴霧量を正確に調整でき、節水にも寄与する。加えて噴霧し続けて、そのオン／オフが不要なので機器の消耗や省エネの面でも効果を奏する。
【符号の説明】
【００４３】
１０  気化冷却装置
１２  ファン（送風機）
１４  ミストノズル（水微粒子噴霧機）
１６  撥水性フィルタ
１８  発熱体
２０  給水ポンプ
２２  給水管
２４  ドレンパン
２６  排水管
２８  板
３０  制御装置
Ｔｗ  フィルタ内部温度センサ
Ｔｏａ  外気温度センサ
ＯＡ  外気
ＥＡ  排気
【図１】
2013213616.tif 000003
【図２】
2013213616.tif 000004
【図３】
2013213616.tif 000005
【図４】
2013213616.tif 000006