(57)【要約】【課題】広い空間の空調を効率的に行うことができる間接気化式空調装置及び間接気化式空調方法を提供する。【解決手段】間接気化式空調装置１は、複数の空調コア部２０を縦方向に間隔を開けて配置したコア積層ユニット３０を備えている。空調コア部２０は、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとが、基盤により仕切られて、交互に配列されている。コア積層ユニット３０の一方の一対の側部には、ドライ入口連通路及びドライ出口連通路３６が設けられ、コア積層ユニット３０の他方の一対の側部には、ウエット出口連通路が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとを、前記ウエット・チャネルの側に水を保持する湿潤層が設けられた基盤により仕切り、交互に配列した空調コア部を備えた間接気化式空調装置であって、
前記空調コア部を縦方向に間隔を開けて複数配置したコア積層ユニットを備え、
前記空調コア部は、前記基盤の配列方向を横方向にして配置され、
前記空調コア部には、前記基盤の伸長方向において対向する一方の側部に、前記ドライ・チャネルのドライ入口が形成されると共に、他方の側部に、前記ドライ・チャネルのドライ出口が形成され、かつ、前記基板の伸長方向における他方の側部、又は、前記基板の上部あるいは下部に、前記ウエット・チャネルのウエット入口が形成されると共に、前記基盤の上部あるいは下部に、前記ウエット・チャネルのウエット出口が形成され、
前記コア積層ユニットの前記各空調コア部の間には、前記ウエット入口の側と前記ウエット出口の側とを仕切るウエット入出口仕切板が設けられ、
前記ウエット出口の側と、前記ドライ入口の側とは、ウエット・ドライ仕切板により仕切られ、
前記コア積層ユニットの前記基盤の伸長方向において対向する一方の側部には、前記ドライ入口に連通するドライ入口連通路が設けられ、他方の側部には、前記ドライ出口及びウエット入口に連通するドライ出口連通路が設けられ、
前記コア積層ユニットの前記基盤の配列方向における一方の側部には、前記ウエット出口に連通するウエット出口連通路が設けられた
ことを特徴とする間接気化式空調装置。
【請求項２】
ドライ・チャネルに空気を送るファンを有することを特徴とする請求項１記載の間接気化式空調装置。
【請求項３】
請求項１に記載の間接気化式空調装置を用い、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気をドライ入口連通路を介して各空調コア部のドライ・チャネルに流通させると共に、ドライ出口連通路に排出された空気の一部を各空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、ウエット・チャネル内の気化現象により基盤を冷却し、熱交換をさせてドライ・チャネル内の空気を冷却し、ウエット・チャネル内の加湿された空気をウエット出口連通路を介して空調対象室外に排気し、ドライ・チャネル内の冷却された空気をドライ出口連通路を介して空調対象室内に給気することを特徴とする間接気化式空調方法。
【請求項４】
請求項１に記載の間接気化式空調装置を用い、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気をドライ入口連通路を介して各空調コア部のドライ・チャネルに流通させると共に、ドライ出口連通路に排出された空気の一部を各空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、ウエット・チャネル内の空気を気化現象により加湿し、ウエット出口連通路を介して空調対象室内に給気し、ドライ・チャネル内の空気をドライ出口連通路を介して空調対象室内に給気するか、又は、空調対象室外に排気することを特徴とする間接気化式空調方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとを基盤により仕切り、交互に配列した空調コア部を備えた間接気化式空調装置及びそれを用いた間接気化式空調方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気を加湿すると気化現象が生じ潜熱が奪われることにより、その空気の湿球温度まで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、間接気化式冷却が行われる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５６５４１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ウエット・チャネルとドライ・チャネルとを交互に配列した１つの空調コア部により処理できる空気の量は限られており、１つの空調コア部で広い空間の空調を行うことは難しいという問題があった。そこで、広い空間の空調をより効率的に行うことができる間接気化式空調装置の開発が望まれていた。
【０００５】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、広い空間の空調を効率的に行うことができる間接気化式空調装置及び間接気化式空調方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の間接気化式空調装置は、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネルと、被冷却空気を通すドライ・チャネルとを、ウエット・チャネルの側に水を保持する湿潤層が設けられた基盤により仕切り、交互に配列した空調コア部を備えたものであって、空調コア部を縦方向に間隔を開けて複数配置したコア積層ユニットを備え、空調コア部は、基盤の配列方向を横方向にして配置され、空調コア部には、基盤の伸長方向において対向する一方の側部に、ドライ・チャネルのドライ入口が形成されると共に、他方の側部に、ドライ・チャネルのドライ出口が形成され、かつ、基板の伸長方向における他方の側部、又は、基板の上部あるいは下部に、ウエット・チャネルのウエット入口が形成されると共に、基盤の上部あるいは下部に、ウエット・チャネルのウエット出口が形成され、コア積層ユニットの各空調コア部の間には、ウエット入口の側とウエット出口の側とを仕切るウエット入出口仕切板が設けられ、ウエット出口の側と、前記ドライ入口の側とは、ウエット・ドライ仕切板により仕切られ、コア積層ユニットの基盤の伸長方向において対向する一方の側部には、ドライ入口に連通するドライ入口連通路が設けられ、他方の側部には、ドライ出口及びウエット入口に連通するドライ出口連通路が設けられ、コア積層ユニットの基盤の配列方向における一方の側部には、ウエット出口に連通するウエット出口連通路が設けられたものである。
【０００７】
本発明の第１の間接気化式空調方法は、本発明の間接気化式空調装置を用い、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気をドライ入口連通路を介して各空調コア部のドライ・チャネルに流通させると共に、ドライ出口連通路に排出された空気の一部を各空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、ウエット・チャネル内の気化現象により基盤を冷却し、熱交換をさせてドライ・チャネル内の空気を冷却し、ウエット・チャネル内の加湿された空気をウエット出口連通路を介して空調対象室外に排気し、ドライ・チャネル内の冷却された空気をドライ出口連通路を介して空調対象室内に給気するものである。
【０００８】
本発明の第２の間接気化式空調方法は、本発明の間接気化式空調装置を用い、空調対象室外の空気又は空調対象室内の空気をドライ入口連通路を介して各空調コア部のドライ・チャネルに流通させると共に、ドライ出口連通路に排出された空気の一部を各空調コア部のウエット・チャネルに流通させ、ウエット・チャネル内の空気を気化現象により加湿し、ウエット出口連通路を介して空調対象室内に給気し、ドライ・チャネル内の空気をドライ出口連通路を介して空調対象室内に給気するか、又は、空調対象室外に排気するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の間接気化式空調装置によれば、空調コア部を縦方向に間隔を開けて複数配置したコア積層ユニットを備えるようにしたので、複数の空調コア部により空気を処理することができ、広い空間の空調を効率的に行うことができる。
【００１０】
本発明の第１の間接気化式空調方法によれば、本発明の間接気化式空調装置を用い、ウエット・チャネル内の気化現象を利用してドライ・チャネル内の空気を冷却するようにしたので、空調対象室が広い空間を有していても、高温時における冷房を効率よく行うことができる。
【００１１】
本発明の第２の間接気化式空調方法によれば、本発明の間接気化式空調装置を用い、ウエット・チャネル内の空気を気化現象により加湿するようにしたので、空調対象室が広い空間を有していても、乾燥時における加湿を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る間接気化式空調装置を一方向から見た斜視図である。
【図２】図１に示した間接気化式空調装置を反対側から見た斜視図である。
【図３】図４及び図５に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った空調コア部の構成を表す端面図である。
【図４】図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った空調コア部の構成を表す断面図である。
【図５】図３に示したＶ−Ｖ線に沿った空調コア部の構成を表す断面図である。
【図６】図１に示したコア積層ユニットの各空調コア部の間の構造を表すものである。
【図７】図１に示した間接気化式空調装置を用いて空調を行う場合の空気の流れを表す図である。
【図８】図１に示した間接気化式空調装置を用いて空調を行う場合の空気の流れを表す他の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る間接気化式空調装置１を一方向から見た全体構成を表すものである。図２は、図１に示した間接気化式空調装置１を図１の反対側から見た全体構成を表すものである。この間接気化式空調装置１は、外装体１１の内部に、複数の空調コア部２０を縦方向に間隔を開けて配置したコア積層ユニット３０を備えている。なお、図１及び図２では、内部の構成を示すために、外装体１１を破線で示し、内部の構成を実線で示している。
【００１５】
図３から図４は、図１に示した空調コア部２０の構成の一部を取り出して表すものである。なお、図３は図４及び図５に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った端面図、図４は図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図、図５は図３に示したＶ−Ｖ線に沿った断面図である。この空調コア部２０は、例えば、気化現象を生じさせるためのウエット・チャネル２１と、被冷却空気を通すドライ・チャネル２２とが、基盤２３により仕切られて、交互に配列されたものである。基盤２３は、例えば、形状の異なる第１基盤２３Ａと第２基盤２３Ｂとを有し、第１基盤２３Ａと第２基盤２３Ｂとを交互に配置することにより、ウエット・チャネル２１とドライ・チャネル２２とを交互に配列するようになっている。
【００１６】
空調コア部２０は、基盤２３の配列方向が横方向となるように基盤２３を垂直方向に立てて配置されており、基盤２３の伸長方向において対向する一方の側部に、ドライ・チャネル２２のドライ入口２２Ａを有し、他方の側部に、ドライ・チャネル２２のドライ出口２２Ｂを有している。また、空調コア部２０は、基板２３の伸長方向における他方の側部、又は、基板２３の上部あるいは下部に、ウエット・チャネル２１のウエット入口２１Ａを有し、基盤２３の上部あるいは下部に、ウエット・チャネル２１のウエット出口２１Ｂを有している。なお、図１から図４及び図６では、空調コア部２０の上部にウエット入口２１Ａ及びウエット出口２１Ｂを設けた場合を示している。ウエット入口２１Ａを空調コア部２０の上部または下部に形成する場合には、ドライ出口２２Ｂの側、すなわち基板２３の伸長方向における他方の側に設けられることが好ましく、ウエット出口２１Ｂは、空調コア部２０の上部または下部においてドライ入口２２Ａの側、すなわち基板２３の伸長方向における一方の側に設けられることが好ましい。これにより、ウエット・チャネル２２の空気の流れと、ドライ・チャネル２３の空気の流れを対向する逆向きとすることができ、熱交換効率を高めることができるからである。
【００１７】
図４に示した第１基盤２３Ａは、例えば、ウエット・チャネル２１を形成するためのものである。第１基盤２３Ａは、例えば、水を透さないポリエステル又はポリプロピレン等のプラスチックにより構成することが好ましい。第１基盤２３Ａの厚みは、熱交換効率を最大にするために０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度とすることが好ましい。第１基盤２３Ａのウエット・チャネル２１の側の周縁部には、空気の流れを制御する遮蔽壁２３Ｃが設けられており、上縁部のドライ出口２２Ｂの側には、ウエット入口２１Ａが設けられ、上縁部のドライ入口２２Ａの側には、ウエット出口２１Ｂが設けられている。ウエット・チャネル２１の幅は、例えば、２ｍｍから３ｍｍ程度とすることが好ましく、遮蔽壁２３Ｃの高さはウエット・チャネル２１の幅に合わせて決定される。
【００１８】
第１基盤２３Ａには、例えば、型押しによってウエット・チャネル２１の側に突出するようにスペーサー２３Ｄが形成されていることが好ましい。ウエット・チャネル２１の幅を確保するためである。スペーサー２３Ｄの高さは、ウエット・チャネル２１の幅に合わせて、２ｍｍから３ｍｍ程度とすることが好ましい。第１基盤２３Ａには、また、スペーサー２３Ｄの間に、多数のくぼみ（ディンプル）（図示せず）エンボス加工により形成されていることが好ましい。空気の乱流を抑制するためである。くぼみ（ディンプル）（図示せず）の大きさは、例えば、直径１．８ｍｍ高０．３ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１９】
第１基盤２３Ａのウエット・チャネル２１の側の表面には、水を保持するための湿潤層（図示せず）が設けられている。湿潤層（図示せず）は、例えば、セルロース又はポリプロピレン等よりなる織布又は不織布により構成することが好ましい。また、湿潤層には、酸化チタン又はシリカゲル等の吸水剤を塗布することが好ましい。水の吸着性が向上するからである。湿潤層の厚みは、例えば、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度が好ましい。湿潤層（図示せず）は、例えば、第１基盤２３Ａに接着若しくは熱圧着により接合して基盤を構成する。
【００２０】
図５に示した第２基盤２３Ｂは、例えば、ドライ・チャネル２２を形成するためのものである。第２基盤２３Ｂは、例えば、第１基盤２３Ａと同様に、水を透さないポリエステル又はポリプロピレン等のプラスチックにより構成することが好ましい。第２基盤２３Ｂの厚みは、第１基盤２３Ａと同様である。第２基盤２３Ａのドライ・チャネル２２の側の上縁部及び下縁部には、空気の流れを制御する遮蔽壁２３Ｃが設けられており、一方の側縁部にはドライ入口２２Ａが設けられ、他方の側縁部にはドライ出口２２Ｂが設けられている。ドライ・チャネル２２の幅は、例えば、ウエット・チャネル２１と同様に、２ｍｍから３ｍｍ程度とすることが好ましく、遮蔽壁２３Ｃの高さはドライ・チャネル２２の幅に合わせて決定される。
【００２１】
第２基盤２３Ｂには、例えば、第１基盤２３Ａと同様に、型押しによってドライ・チャネル２１の側に突出するようにスペーサー２３Ｄが形成されていることが好ましい。スペーサー２３Ｄは第１基盤２３Ａと同様である。第２基盤２３Ｂには、また、第１基盤２３Ａと同様に、スペーサー２３Ｄの間に、多数のくぼみ（ディンプル）（図示せず）エンボス加工により形成されていることが好ましい。くぼみ（ディンプル）（図示せず）は第１基盤２３Ａと同様である。第２基盤２３Ｂのウエット・チャネル２１の側の表面には、例えば、水を保持するための湿潤層（図示せず）が設けられている。湿潤層は第１基盤２３Ａと同様である。
【００２２】
第１基盤２３Ａ及び第２基盤２３Ｂの下側は、例えば、水槽（図示せず）に浸漬されており、これにより、湿潤層に水が供給されるようになっている。なお、湿潤層に対する水の供給はこれに限定されるものではなく、湿潤層に水を供給する供給管をもうけるようにしてもよく、また、上方から散水するようにしてもよい。
【００２３】
図６は、コア積層ユニット３０の各空調コア部２０の間の構造を表すものである。各空調コア部２０の間には、例えば、ウエット入口２１Ａの側とウエット出口２１Ｂの側とを仕切るウエット入出口仕切板３１が設けられている。また、例えば、ウエット入口２１Ａの側又はウエット出口２１Ｂの側と、ドライ入口２２Ａの側又はドライ出口２２Ｂの側とは、ウエット・ドライ仕切板３２により仕切られている。
【００２４】
また、図１、図２及び図６に示したように、コア積層ユニット３０の基盤２３の伸長方向において対向する一方の側部には、ドライ入口２２Ａに連通するドライ入口連通路３５が設けられ、他方の側部には、ドライ出口２２Ｂ及びウエット入口２１Ａに連通するドライ出口連通路３６が設けられている。また、コア積層ユニット３０の配列方向における一方の側部には、ウエット出口２１Ｂに連通するウエット出口連通路３４が設けられている。
【００２５】
更に、図１及び図２に示したように、コア積層ユニット３０の上方には、例えば、ドライ入口連通路３５に連通されドライ・チャネル２２に空気を送るファン室１２が設けられている。ファン室１２には、例えば、空気を吸引するための吸引口１２Ｂが設けられ、内部にはドライ・チャネル２２に空気を送るファン１２Ａが配設されている。なお、本実施の形態では、ファン室１２をコア積層ユニット３０の上方に設ける場合について説明したが、コア積層ユニット３０の下部又は側部に設けるようにしてもよく、また、コア積層ユニット３０とは別に設け、配管により、ドライ入口連通路３５と連通するようにしてもよい。
【００２６】
また、図１及び図２に示したように、ウエット出口連通路３４に対応する外装体１１の一部には、例えば、ウエット・チャネル２１を通った空気を排出する第１排出口１４が設けられ、ドライ出口連通路３６に対応する外装体１１の一部には、例えば、ドライ・チャネル２２を通った空気の一部を排出する第２排出口１５が設けられている。例えば、この第２排出口１５の大きさを調節することにより、ドライ出口連通路３６を通過する空気に圧力を加え、ドライ出口連通路３６を流通する空気の一部をウエット入口２１Ａに流通させるようになっている。
【００２７】
この間接気化式空調装置１は、例えば、次のようにして空調に用いることができる。図７及び図８は間接気化式空調装置１を用いて空調対象室内の空調を行う場合の空気の流れを表すものである。図７（Ａ）（Ｂ）は、気温が高く、空調対象室内の気温を低くしたい場合であり、図７（Ａ）〜（Ｄ）は湿度が低い冬季などにおいて、空調対象室内を加湿したい場合である。
【００２８】
例えば、図７（Ａ）に示した場合では、外気等の空調対象室外の空気をドライ入口連通路３５を介して各空調コア部２０のドライ・チャネル２２に流通させると共に、ドライ出口連通路３６に排出された空気の一部を各空調コア部２０のウエット・チャネル２１に流通させる。ウエット・チャネル２１内では、気化現象により基盤２３が冷却し、熱交換によりドライ・チャネル２２内の空気が冷却する。ウエット・チャネル２１内の加湿された空気は、ウエット出口連通路３４を介して空調対象室外に排気され、ドライ・チャネル２２内の冷却された空気は、ドライ出口連通路３６を介して空調対象室内に給気される。これにより、空調対象室内が冷却される。また、図７（Ｂ）に示したように、空調対象室外の空気に変えて、空調対象室内の空気をドライ入口連通路３５を介して各空調コア部２０のドライ・チャネル２２に流通させるようにしてもよい。
【００２９】
図８（Ａ）（Ｂ）に示した場合では、外気等の空調対象室外の空気をドライ入口連通路３５を介して各空調コア部２０のドライ・チャネル２２に流通させると共に、ドライ出口連通路３６に排出された空気の一部を各空調コア部２０のウエット・チャネル２１に流通させる。ウエット・チャネル２１内の空気は気化現象により加湿され、ウエット出口連通路３４を介して空調対象室内に給気される。ドライ・チャネル２２内の空気は、ドライ出口連通路３６を介して空調対象室内に給気されるか、又は、空調対象室外に排気される。これにより、湿度が低い冬季などにおいて、空調対象室内が加湿される。また、図８（Ｃ）（Ｄ）に示したように、空調対象室外の空気に変えて、空調対象室内の空気をドライ入口連通路３５を介して各空調コア部２０のドライ・チャネル２２に流通させるようにしてもよい。
【００３０】
このように本実施の形態によれば、空調コア部２０を縦方向に間隔を開けて複数配置したコア積層ユニット３０を備えるようにしたので、複数の空調コア部２０により空気を処理することができ、広い空間の空調を効率的に行うことができる。
【００３１】
また、本実施の形態の間接気化式空調方法によれば、本実施の形態の間接気化式空調装置１を用い、ウエット・チャネル２１内の気化現象を利用してドライ・チャネル２２内の空気を冷却するようにしたので、空調対象室が広い空間を有していても、高温時における冷房を効率よく行うことができる。
【００３２】
更に、本実施の形態の他の間接気化式空調方法によれば、本実施の形態の間接気化式空調装置１を用い、ウエット・チャネル２１内の空気を気化現象により加湿するようにしたので、空調対象室が広い空間を有していても、乾燥時における加湿を効率よく行うことができる。
【００３３】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、各構成要素について具体的に説明したが、全ての構成要素を備えている必要はなく、また、他の構成要素を備えていてもよい。
【００３４】
また、上記実施の形態では、コア積層ユニット３０を１つ備える場合について示したが、２以上備えるようにしてもよく、コア積層ユニット３０の数を多くすれば、より広い空間の空調を効率的に行うことができる。更に、上記実施の形態では、コア積層ユニット３０において、４つの空調コア部２０を積層する場合について示したが、積層数は２つ又は３つでもよく、５つ以上でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
空調に用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１…間接気化式空調装置、１１…外装体、１２…ファン室、１２Ａ…ファン、１２Ｂ…吸引口、１４…第１排出口、１５…第２排出口、２０…空調コア部、２１…ウエット・チャネル、２１Ａ…ウエット入口、２１Ｂ…ウエット出口、２２…ドライ・チャネル、２２Ａ…ドライ入口、２２Ｂ…ドライ出口、２３…基盤、２３Ａ…第１基盤、２３Ｂ…第２基盤、２３Ｃ…遮蔽壁、２３Ｄ…スペーサー、３０…コア積層ユニット、３１…ウエット入出口仕切板、３２…ウエット・ドライ仕切板、３４…ウエット出口連通路、３５…ドライ入口連通路、３６…ドライ出口連通路
【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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