JPH04316936A - 温冷風発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、乾燥室や温室の状態を
維持したり、冷暖房等を行ったときに発生する一般に高
温多湿な廃棄ガスを回収し、この熱エネルギーを変換し
て乾風、温風、または冷風として再利用する温冷風発生
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、乾燥室の機能を働かすには、フロ
ン等の冷媒を封入し、圧縮・膨張させる装置が利用され
、図３に示すように、圧縮機１に凝集器２、膨張弁３お
よび蒸発器４を直列に配管し、送風機５によって外気を
乾燥室６内に取り込む構造のものが一般的である。送風
機５で送られる外気は蒸発器４によって冷却され水蒸気
を凝結させた後に、凝集器２の放熱過程において加熱さ
れ乾燥室６に送り込まれる。また、温室とする場合には
、燃料を炊いて加温がなされ、除湿のための換気を頻繁
にすることになる。

【０００３】また、暖房の場合には、図４に示すように
、蒸発器４を通過した外気はそのまま大気に戻し、凝集
器２を通過した外気が室内に送り込まれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の乾燥
機能では、乾燥に伴って発生した高温多湿の空気はその
まま室外に排気され、また、温室においては頻繁な換気
が行われているが、多大の熱気を何らの利用もせずにそ
のまま大気に放出しているので、熱エネルギーが十分に
使用されていないという課題がある。この場合、乾燥室
６や加温室から排出される廃棄ガスは、このガスが室内
に送気する前の所定温度よりわずかに低くなっているだ
けなので単に加温して再び乾燥室に送り込む事が考えら
れるが、余りに湿潤であるので不適当である。また、上
記のとおり暖房と乾燥の場合には、いずれも外気から吸
熱が行なわれるので、第二に冬期において気温が低くな
ると、冷却された外気中の水蒸気が凍結し、これが蒸発
器４に付着して吸熱が困難となるので、電熱を用いて加
熱しなければならないと言う課題があった。また、温度
が上昇すると冷媒が液化し難くなるので、第三に夏期に
おいて気温が上昇すると、過負荷となってしばしば運転
が中止されるという課題があった。なお、フェーン現象
のような、気温が高く湿度が低い場合に過乾燥になると
いう課題があり、また、フロンを冷媒に用いるのでオゾ
ン層の破壊と言う社会的な課題を負っている。

【０００５】本発明は、室外に放出される廃棄ガスを熱
交換によって元の行程に再利用できる、乾風、温風、ま
たは冷風を発生させるようにした温冷風発生装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、放熱気体と受熱気体とを流通させる熱交
換器と、該熱交換器内の放熱気体または受熱気体を圧縮
または減圧する空気圧調節機とからなるヒートポンプの
、放熱気体側または受熱気体側の吸気管を、吸気四方弁
を介して乾燥室等の廃棄ガスまたは外気の流路と連通さ
せ、放熱気体側と受熱気体側との送気管を、送気切替弁
を介していずれか一方の送気管を前記乾燥室等に開口す
ることを特徴とする。空気圧調節機は空気圧縮機と空気
タービンとの機能を有する一対の変圧機で構成し、熱交
換器の放熱気体側または受熱気体側の配管の出入り口に
設置すると良い。また、熱交換器前後の一対の変圧機の
回転数を調節自在にすることで加圧と減圧を行なうこと
になる。なお、受熱気体を減圧する場合に、放熱気体を
加圧するかまたは予め放熱気体を暖めておく手段がある
。

【０００７】

【作用】上記のように構成することによって、吸気四方
弁および送気切替弁を作動させて乾燥室等からの高温多
湿の廃棄ガス（放熱気体）と大気（受熱気体）とを熱交
換器内で熱交換させることができ、このとき、空気圧調
節機によって熱交換器内を加圧または減圧した状態にす
ることができる。廃棄ガスを回収し再び乾燥室等に送気
する場合、空気圧調節機によって加圧した状態で熱交換
器に流入させ、熱交換器内で大気（受熱気体）と熱交換
をする。すなわち、廃棄ガスは加圧することで温度が上
昇し、熱交換により冷却される。この結果、廃棄ガスに
多量に含まれている水蒸気が凝結して湿度の低い廃棄ガ
スになり、乾燥室等に再び送気することができる。なお
、熱交換器内では気化の潜熱が放出されるので気体の温
度低下は小さくて済み、したがって、加圧する動力はわ
ずかで良い。また、廃棄ガスの温度が気温よりも相当に
高い場合には、わずかに加圧するだけで良く、大気温度
が低くなければ同様に加圧する動力はわずかで済む。

【０００８】また乾燥を行う支援として外気を取入れる
とき、大気中の水蒸気が多い時でも空気圧調節機によっ
て受熱気体（外気）が減圧されて外気中の水蒸気が凝結
して除去され、熱交換により暖められて、受熱気体の温
度が減圧状態において廃棄ガスとほぼ等しくなり、その
後、加圧されてほぼ大気圧に戻される際に温度が上昇す
るので、廃棄ガスよりも相当に温度が高く、乾燥した空
気が得られる。

【０００９】観点を変えて廃棄ガスの価値を認識するた
めに、乾燥室に送られた直後の送気と廃棄ガスを比較す
れば、廃棄ガスの方が温度は低い。しかしながら、乾燥
の場合には、送気の顕熱が水分の蒸発のために使われて
水蒸気となり、廃棄ガス中に含まれているので、換言す
れば、送気の中の顕熱が廃棄ガスの中では気化の潜熱に
変わっただけである。したがって、両者のエンタルピー
には大差がないので、本発明においては、廃棄ガス中の
熱が完全に回収されて戻され、僅かに失われた熱量を補
給するだけで済む。このように、廃棄ガスの熱を極めて
有効に利用して乾燥や換気が行なわれる。

【００１０】また、空気（廃棄ガス、大気）を加圧し、
或いは減圧して、二系統の空気の間で熱交換がなされる
のでフロンの必要がない事は言うまでもない。また、フ
ェーン現象等のように、気温が高く湿度が低い場合には
、大気を調整して乾燥室等に送気しても良い。なお、過
乾燥であれば、多湿の廃棄ガスを循環させ湿度を高くす
ることができる。

【００１１】なお、暖房の場合には、熱交換に伴う損失
を少なくするために、内気を循環させて加熱する方が有
利であるが、幾分の換気は不可欠である。また、内気の
循環量の割合を減ずれば別に換気を行なう必要はない。 さらに、送気の温度を低下するように、逆に変圧すれば
冷却も可能である。また送気中に混入された内気と同量
の外気が混入されるので、排気量は一定である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。なお、放熱気体側および受熱気体側に空気圧
調節機を取付けて加圧、減圧を行っても良いが、容易に
理解し得るように、一方に空気圧調節機を配した構成と
する。図２に示すように、密閉された部屋７内には各々
吸気管８および送気管９が開口し、送気管９の先端には
空気ディヒューザ１０が取付けられている。なお、室内
の開口位置は図に限定されず、それぞれの吸気管８およ
び送気管９は屋外で合流され、また、空気ディヒューザ
１０は冷暖房時に設置される。

【００１３】吸気管８は吸気ファン１１を介して、吸気
四方弁１２の２つある入口の一方に連接されており、ま
た、吸気四方弁１２の他方の入口は大気中に開口してい
る。また、送気管９は送気切替弁１３の２つある出口の
うち一方に接続されており、送気切替弁１３の別の出口
は大気中に開口されている。

【００１４】この吸気四方弁１２と送気切替弁１３とは
ヒートポンプ１４と配管接続されている。ヒートポンプ
１４は、筒状の熱交換器１５と空気圧調節機１６とから
なっており、熱交換器１５の一端の端部とその内側にそ
れぞれ外上流槽１７と内下流槽１８が設けられ、他端の
端部とその内側に外下流槽１９と内上流槽２０が設けら
れている。熱交換器１５内部は内周側と外周側に仕切ら
れて内側槽は外周側通路によって連通され、外側槽は内
側槽を貫通して内周側通路によって連通している。そし
て、外上流槽１７が外吸気管２１と、内下流槽１８が内
送気管２２と、外下流槽１９が外送気管２３と、と内上
流槽２０が内吸気管２４と各々接続されている。また、
内吸気管２４と内送気管２２とに空気圧調節機１６の空
気圧縮機と空気タービンとの機能を有する前変圧機２５
と後変圧機２６とがそれぞれ内蔵されている。

【００１５】吸気四方弁１２はまた、外吸気管２１、内
吸気管２４が連接され、吸気管８と大気とのいずれか一
方または両方と連通するように作動する。そして、吸気
ファン１１は吸気四方弁１２の入口位置における気圧が
、ほぼ大気圧になるように調節され、また、また吸気管
８と内吸気管２４の間の流量と、大気と外吸気管２１の
間の流量が等しくなるように構成されている。送気切替
弁１３はまた、内送気管２２と、途中に送風機２７を介
在した外送気管２３とを接続しており、外送気管２３と
内送気管２２のいずれか一方が、送気管９と連通し、片
方が大気中に連通するように構成されている。

【００１６】次は図１により、ヒートポンプ１４の構成
の詳細について説明する。前変圧機２５と後変圧機２６
の軸は一直線上に並んで、共通のモーター２８と変速機
２９によって駆動され、前変圧機２５と後変圧機２６の
増速と減速が、一体としてなされて、増減速に伴なって
流量が変わらないように構成されている。また、上記の
増速と減速の範囲は単一の用途の場合には比較的に狭く
、変圧機の効率が高くなるので、必ずしも汎用とする事
が得策ではないが、本実施例においては、加圧も減圧も
可能なように増減速の範囲が大きくされている。

【００１７】筒状の熱交換器１５の内筒３０には螺旋状
の熱交換リング３１が突き出し、外筒３２の内側から熱
交換リング３１の外周部にわたって螺旋状のフィン３３
が設けられ、内筒３０と外筒３２の間の空間を仕切って
いる。内筒中心部には心材３４が設けられ、これから内
筒３０内にわたり螺旋状の邪魔板３５が設けられ、内筒
３０内を熱交換リング３１に沿って仕切っている。また
、熱交換リング３１により、単位長さ当たりの熱交換面
積が大きくされているので、外筒３２と内筒３０の長さ
は短くすることが可能である。また、外筒３２は前後左
右の二対のローラ３６に支持され、これが駆動装置３７
により回転するように構成され、外上流槽１７、外下流
槽１９、内上流槽２０、および内下流槽１８は脱着自在
とされている。

【００１８】また、フィン３３に囲まれた外筒３２の各
区画の底には、それぞれ外筒用排水装置３８の排水管３
９が開口し、他端は一本に統合して、弁筒４０の頂部に
開口し、弁筒４０の下端は仕切板４１により部分的に閉
塞され、その上にゴムからなる弁座４２が装着され、そ
の上方に円錐形の弁体４３が離合可能に接触され、その
上方と下方にそれぞれ、フロート４４と案内棒４５が固
着されている。また、フロート４４の上端には、先端が
丸くされ、弁筒４０の内面との間に適当なすき間を持っ
た三個のガイド片４６が固着され、弁筒４０の下部は、
十分な量の水を湛えた受皿４７内に水没して収納されて
いる。また排水管３９と弁筒４０を合わせた高さは、そ
の中に形成される水柱により、外筒３２内の負圧に対抗
出来るよう十分に高くされている。フロート４４の重さ
は、外筒３２内の気圧が最大の負圧の場合にも、弁筒４
０内が空であれば弁座４２に弁体４３が圧着されて、外
気を吸い込まないよう十分に重くされ、また水が満杯に
なれば負圧である事を考慮しないでもフロート４４が上
昇するよう、フロート４４の容積が十分に大きくされて
いる。

【００１９】また、内筒３０の各熱交換リング３１の底
と内下流槽１８の底には、内筒用排水装置４８の排水管
３９ａが開口し、他端は一本に統合して弁筒４０ａの頂
部に開口している。内筒用排水装置４８の構成は外筒用
排水装置３８とほぼ同じであり、仕切板４１ａ、弁座４
２ａ、弁体４３ａ、フロート４４ａ，受皿４７ａ等が設
けられている。しかし、乾燥の場合には内筒３０の負圧
が大きいので、地形を利用しても排水管３９ａと弁筒４
０ａの高さが不十分な時には、内筒用排水装置４８が内
筒３０の部分と内下流槽１８の部分に分割され、内下流
槽１８の部分の構成は、上記の外筒用排水装置３８と同
じであるが、内筒３０の部分については、仕切板４１ａ
の下部と弁筒４０ａにそれぞれ、仕切弁４９と排水ポン
プ５０が設けられている。なお、乾燥の場合の内筒３０
の部分についても、水が出ない時の事を考慮して、フロ
ート４４ａの重さは最大の負圧に対抗出来るよう十分に
大きくされ、また、フロート４４ａの容積は最大の正圧
を考慮して決められ、受皿４７ａの容積も上記の自然排
水を行なう場合の負圧の最大値を考慮して、十分に大き
くされている点は外筒用排水装置３８の場合と同じであ
る。

【００２０】次は加湿装置５１について説明する。貯水
槽５２内に設置された送水ポンプ５３に送水管５４が接
続され、流量調節弁５５を介して、送水管５４に螺旋管
５６が接続され、外筒３２外面により熱交換リング３１
とフィン３３によって仕切られた内筒３０と外筒３２の
間の空間に沿って螺旋状に走行し、これから分岐した数
本のノズル５７が外筒３２内に開口されている。次は断
熱の問題について説明する。外気に接する部分が断熱材
１３により被覆されている事は勿論であるが、内筒３０
の外下流槽１９内の部分も被覆されている。なお上記の
構成においては、内筒３０内の空気のみを加圧し、或い
は減圧する構成について説明したが、説明の便宜上、最
も簡単な事例を示したに過ぎず、若干の経済的な負担の
増加を厭わずに機能を重視して、外筒３２内の空気を内
筒３０と反対に減圧し、或いは加圧すれば、機能が一段
と向上する事は言うまでもない。

【００２１】次は、作用について説明する。以下、内筒
３０において変圧される空気と外筒３２を通過する空気
をそれぞれ一次空気および二次空気と称する事とする。 本発明にかかる装置は、乾燥、温室の加温、暖房および
冷房を行ない得るが、先ず、乾燥の場合の作用について
説明する。温室は、その名称から、加温だけで済むよう
に誤解されているが、後に詳述するように温室の場合に
は加温と共に水蒸気の除去（以下、除湿と言う。）が必
要である。従って、要求される機能は乾燥の場合と同じ
であるので、以下においては、特に断らない限り、温室
の場合を含めて乾燥と称する事とする。

【００２２】乾燥の方法には二通りある。即ち、冬期に
おいては、外気中の水蒸気は十分に少なく気温は極めて
低い。また、内気は高温ではあるが多湿である。したが
って、送気は原則として外気とされ、除湿よりも加温を
重点とした方法で行うことになる。図１は、このように
除湿が必要でない場合の状態を示しているが、内気が一
次空気とされ、吸気管８から出てきた内気のすべてが内
吸気管２４に行き、外吸気管２１には全て外気が吸い込
まれるように、吸気四方弁１２の操作がなされる。また
、内送気管２２から出てきた一次空気が排気となって大
気中に放出され、一方、外送気管２３から出てきた二次
空気が送気となって、送気管９を通じて部屋７に送られ
るように、送気切替弁１３が操作される。また、変速機
２９を操作して、適当に前変圧機２５が増速され、後変
圧機２６が減速される。従って部屋７から出てきた高温
多湿の空気が加圧されてその温度が上昇し、全く冷えな
いうちに、逆方向から外筒３２の末端迄流れてきた外気
が最終的に加熱されて部屋７に送られる。

【００２３】次は内気の流れに戻って説明を続ける。そ
の後も内気は内筒３０内を螺旋状の邪魔板３５に沿って
周回して流れながら、外筒３２内をフィン３３の作用に
より同じく周回しながら、逆方向から流れて来る外気を
加熱し続けるので、内気自体は冷却され、加圧状態の最
後においては、気温が零度以下であれば、気温よりもや
や高い程度の温度になり、気温が零度以下であれば、零
度よりもやや、高い程度の温度まで冷却される。換言す
れば、そのようになるように、加圧の程度が決められて
いる。大気中に放出された後の内気の温度は外気よりも
相当に低くなる。

【００２４】上記の説明によって理解されるように、こ
の方法においては全てが加熱過程であるので、どのよう
に外気の温度が低くても、水蒸気が凍結することは有り
得ない。従って、次に説明する除湿を行なう場合におけ
る始動方法として重要である。また、除湿をしないで、
加温だけが行なわれるので効率が良い。従って、水蒸気
が十分に少ない冬期においては、重要な乾燥方法である
。

【００２５】次に、加熱とともに除湿を行なって乾燥さ
せるもう１つの方法について説明する。季節が変わって
気温が上昇すれば加圧の程度を少なくするだけで済む。 梅雨期には多湿となり、従来はさらなる加温で対処して
いたが、最近は穀物乾燥においてはなるべく常温に近い
方が良いとされているので、除湿が必要となってきた。 また、糟や牧草等の場合のように、比較的に強力な乾燥
に耐える材料を乾燥する場合には、冬期においても加熱
とともに除湿を行なって、乾燥力を強化することが望ま
しい。したがって、このような場合には、必要に応じて
前述の方法を用いて、部屋７内の空気を暖めてから除湿
がなされる。即ち外気が一次空気とされて、内吸気管２
４内には外気が送られ、外吸気管２１に内気が送られる
ように、吸気四方弁１２の操作がなされる。また、内送
気管２２からの一次空気即ち外気が送気管９に送られ、
外送気管２３の二次空気即ち内気が大気中に放出される
ように送気切替弁１３の操作がなされる。また変速機２
９を操作して、前変圧機２５を減速し後変圧機２６を増
速すると、内筒３０内に入った外気が減圧されて冷却さ
れるので、外気に含まれていた水蒸気が凝結し、後述す
るように水となって排出される。また、気温が低い場合
には、水蒸気が凍結し霜となって内筒３０の内面に付着
することもあるが、既に部屋７内の空気が予め加熱され
ているので、外筒３２内の内気の熱により融解される。 また、この場合にも内気に多量に含まれた水蒸気のため
に、内気が冷却し難くなる事は勿論であるから、内気中
の水蒸気が動力の節約に役立つ。このようにして減圧さ
れた外気は、徐々に外筒３２内を逆方向に流れてくる内
気によって暖められ、最後には全く冷えていない内気に
より加熱されて部屋７に送られる。この方法においては
、減圧の程度を加減すれば、温度が上下するとともに、
水蒸気の量が逆比例するので、二重に乾燥力が加減され
る。従って、この方法は強力な乾燥にも適する。

【００２６】次は上記の乾燥や温室の場合における本発
明の社会的な意義について付言する。乾燥の場合には、
従来、発生した高温多湿の空気が何らの利用もなされず
に捨てられていたが、本発明においては、既に手段と作
用の箇所で説明を終えたとおり、循環に近い形で再利用
される。また、温室の場合には、従来、頻繁に換気を行
い高湿度による病気の蔓延を防いでおり、折角加温した
空気が入れ替えられて多大の熱が失われていたが、本発
明によって、内気に含まれる水蒸気が熱源として役立ち
、高温の空気が得られて熱エネルギーを効率よく使用で
きる事になった。また、前・後変圧機２５，２６を使用
することで、一方が空気圧縮機の機能をするときに、他
方の空気タービンの機能によって加圧と減圧のいずれの
場合にも、減圧側に動力が得られ駆動エネルギーの節約
になる。また、気温が上昇すれば一対の空気圧縮機と空
気タービンの回転数を落とすことによって動力の節減に
なる。また、多量の牧草を乾燥させる場合には、本発明
によって熱の再利用が可能となり、経費が少なくなる。 なお、食品工業の分野における乾燥、加温の利用も多々
考えられる。

【００２７】次は暖房の場合の作用について説明する。 暖房を要する時期においては、外気中の水蒸気量が少な
いので、換気に伴って加湿する必要が有るが、加湿のた
めに要する熱エネルギーは大きい。また、空気を入れ替
えると効率が悪くなるので、従来から冷暖房の場合には
屋内の空気を循環させながら、加熱する方法が採られれ
ていた。従って従来は別途に、単純な熱交換技術を用い
て、顕熱だけを回収して換気がなれていた。しかしなが
ら、本発明においては、上記の説明から理解されるよう
に、顕熱だけでなく、水蒸気の潜熱も回収し得るので、
加熱と換気を一体化して同時に行なう方が得策である。 従って、本実施例においては循環しながら加熱される内
気に、換気のための外気を混入する事とし、冷暖房の場
合には、この混合ガスを送気と称する事とする。また、
上記の措置に伴って不要となった内気を外気に混入し、
冷暖房の場合においては、この混合ガスを排気と称する
事とする。暖房の場合には、それぞれ、排気が一次空気
、送気が二次空気とされる。従って吸気管８から送られ
てきた内気の殆どが外吸気管２１内に送られ、内気の一
部が内吸気管２４内に送られるように吸気四方弁１２が
操作される。その結果、吸気四方弁１２の構造が左右対
象であり、また吸気ファン１１を用いて吸気四方弁１２
の位置の吸気管８内の気圧がほぼ大気圧になるようにさ
れているので、外吸気管２１内には少量の外気が混入さ
れ、内吸気管２４内には殆どが外気となるような大量の
外気が吸い込まれる。また、変速機２９を操作して、適
当に前変圧機２５が増速され、後変圧機２６が減速され
る。その結果、前変圧機２５が空気圧縮機、後変圧機２
６が空気タービンとして動いて、前変圧機２５により、
外気と僅かな内気の混合ガスからなる一次空気が圧縮さ
れて温度が上昇すると共に後変圧機２６によって動力が
取り出される。

【００２８】次は熱交換の作用について説明する。邪魔
板３５とフィン３３により、それぞれ一次空気と二次空
気の対流が妨げられ、また一次空気と二次空気の流れが
互いに逆方向であるので、温度上昇直後の全く冷えてい
ない一次空気によって、下流側から外筒３２内を流れ終
えて、熱交換の最終段階に入った二次空気が加温される
ので、加熱する一次空気と加温された二次空気の温度の
差が少なくて済む。このようにして加温を終えた二次空
気は外送気管２３、送気切替弁１３および送気管９を通
って空気ディヒューザ１０の吸い込み口のやや内部に吹
き出され、室内の大量の空気に薄められて部屋７内に放
出される。ここで空気ディヒューザ１０の機能について
補足する。補給する熱量が同一でも、加圧の程度を大き
くして温度を上げれば流量が少なくて済むが、最も経済
的になる温度は比較的に高いので、部屋７内の温度を均
一にし、また逃げる熱量を少なくするために効果がある
。次は一次空気の説明に戻る。一次空気はその後も邪魔
板３５に導かれながら流下を続け、フィン３３に導かれ
て逆方向から流れてくる二次空気を加温し続けるので、
一次空気自体は冷却を続ける。しかしながら、加圧、即
ち一次空気の加熱には制限がなく、また加温の場合には
一次空気の殆どが外気であるので、一次空気の流量にも
制限がない。従っていかに外気の温度が低くても、熱交
換が終了するまで、一次空気中の水蒸気が凍結する事を
防止し、二次空気を加温する事は容易であるので、最早
、電熱等による加温は必要がない。また、外筒３２内は
僅かに負圧になっているので、僅かながらも二次空気が
冷却されており、従って熱交換の効率を高めるために好
都合である。また、熱交換リング３１により単位長当た
りの熱交換面積が大きくされているので、ヒートポンプ
１４の長さが短くて済む。また、外下流槽１９内におい
て熱交換が行なわれると、対流のために二次空気の温度
が平均化されて、部屋７に送られる二次空気の温度が低
下する恐れがあるが、上記の通り、外下流槽１９内にお
いては、内筒３０に断熱材１３が被覆されているので、
上記の説明の通りに理想的に熱交換が行なわれる。この
ようにして熱交換を終え、大気中に放出される時の一次
空気の温度は当然外気よりも相当に低い。従って、後変
圧機２６の固定翼等に氷が付着する事が予想されるが、
最早熱交換を終えているので、電熱等を用いて部分的に
加熱する等の措置を講ずれば十分である。また、外気温
が高くなった場合には、従来技術においては過負荷にな
っていたが、過負荷になると言う事は、その直前におい
ては室温が高くなり過ぎていると言う事でもあるが、本
発明においては、変速機２９を操作して加圧の程度を少
なくすれば、所要の動力は逆に小さくなり室温も適当に
なる。また、一次空気が後変圧機２６を通って大気中に
放出される際に、後変圧機２６が空気タービンとして働
き、動力が得られ動力が節約出来る事は既に説明した通
りである。

【００２９】次は冷房の作用について説明する。送気と
排気の構成は、暖房の場合と変わらない。しかしながら
、送気と排気のいずれを一次空気と二次空気にするかは
問題が有るので予め説明する。即ち、送気を加圧して熱
交換する方法と、排気を減圧して熱交換する方法の二通
りであるが、本発明にかかる装置は汎用性を狙っている
とは言いながら、前変圧機２５と後変圧機２６の効率を
高く保つためには、加圧か減圧の一方に絞る必要が有る
。ところが、上記の各用途の中で減圧を行なうのは、強
力乾燥の場合だけであり、また、排気を減圧する方法に
は水蒸気の凍結の関係上、冷却する温度に限度が有るの
で、本実施例においては送気を加圧する例について説明
する。従って、冷房の場合には、一次空気が主として内
気からなるので、吸気四方弁１２を操作して、吸気管８
からの内気の殆どが内吸気管２４内に行き、外気の殆ど
が外吸気管２１に行くようにされる。また、内送気管２
２からの一次空気が、送気管９に行くように送気切替弁
１３が操作される。変圧機の操作は暖房の場合と変わら
ない。従って、主として部屋７から出てきた内気からな
る一次空気が加圧されて、内筒３０内の空気の温度が上
昇し、外筒３２内を逆方向に流れてくる主として外気か
らなるが、一部は冷房されている部屋７から出てきた内
気が混入している二次空気に冷却されながら流れて、最
後は熱交換によって全く暖められていない二次空気によ
って冷却されて、その温度は、ほぼ外気と等しくなり、
後変圧機２６を通過する際に、これを回して出力すると
ともに、減圧してほぼ大気圧に近くなり、その温度は外
気よりも相当に低くなる。また、その際に水蒸気が凝結
するので除湿が行なわれる。

【００３０】次は加湿の問題について説明する。既に説
明を完了したように加温を要するような状態においては
、外気中の水蒸気量が極めて少ないので、加湿しなけれ
ばならないが、本発明においては、上記のとおり冬期に
おける熱の問題が解決されたので、温度の低下を懸念す
る事なく加湿装置５１の送水ポンプ５３を運転し、望み
の湿度に応じた開度に流量調節弁５５を開いて、ノズル
５７から外筒３２内に噴霧して、二次空気に加湿する事
が出来る。

【００３１】次は排水の作用について説明する。先ず外
筒３２内の排水の作用から説明を始める。外筒３２内は
上記の構成から判断されるように運転中においては常に
負圧であるが、冷房の場合のように外筒３２内の空気が
吸熱する場合には、水蒸気が凝結する事がないので、負
圧のために外気が吸い込まれる事が考えられる。しかし
、上記のように外筒用排水装置３８のフロート４４の重
さが十分に重くされているので、弁体４３は弁座４２に
圧着された状態が保たれ、従って外気が吸い込まれる事
はない。また、乾燥と暖房の場合には、内筒３０内の一
次空気が加熱される反面で、外筒３２内の二次空気が冷
却されるので、水蒸気が凝結して水となるが、水が有る
程度弁筒４０内に溜まれば、外筒用排水装置３８のフロ
ート４４の容積が十分に大きくされているので、これが
浮いて弁体４３が持ち上げられ、受皿４７内の水が排水
管３９内まで吸い上げられ、水柱が形成されて、外筒３
２内の負圧に対抗して均衡するが、水柱の高さは外筒３
２内の気圧に応じて一定であるので、更にその後に排水
管３９内に水が流入した分は排水される。また、内筒３
０内については、減圧して乾燥する場合に冷却されて水
蒸気が凝結し内筒３０内に水が溜まるが、負圧の程度が
軽いか或いは地形を利用して排水管３９ａの高さが十分
な場合には、外筒用排水装置３８の場合の作用と変わり
がないので説明を省略する。そうでない場合には、排水
管３９ａを通じて弁筒４０ａ内に流れて溜まった水は、
仕切弁４９を閉めて排水ポンプ５０を運転して排出され
る。乾燥によって発生した高温多湿の内気を加圧して、
外気を暖めて乾燥に用いる場合にも、熱交換の最後に近
くなると、廃棄ガスの温度が気温近くまで低下するので
、水蒸気が凝結し内筒３０内に水が溜まり排水管３９ａ
を通り弁筒４０ａ内に溜まる。この場合にはフロート４
４ａに正圧がかかっているので、これが浮きにくいが、
その容積が十分に大きくされているので、ある程度水が
溜まれば弁体４３ａが持ち上げられて排水がなされる。 また、暖房の場合には、主として外気からなる一次空気
が加圧された後に熱交換により冷却されるが、部屋７の
室温程度まで冷却するだけであるので水は溜まらない。 従って、フロート４４ａの重みと気圧によって弁体４３
ａが弁座４２ａに押し付けられているので、内筒３０内
の空気が漏れる事はない。なお、従来の冷媒の膨張過程
は吸熱作用が伴うが、本発明では一次空気を加圧と減圧
とを同時に行うことによって、動力の節減を得ている。 また、従来技術では、吸熱過程において熱交換器の放熱
気体側に霜が付着して熱交換が損なわれていたが、本発
明においては、放熱気体側が加圧され、或いは予め加熱
されているので、放熱気体側に霜が付着する事はない。

【００３２】

【発明の効果】本発明にかかる装置は、従来技術が冷媒
を膨張させて大気から吸熱していたのに対し、外気、廃
棄ガスまたはその混合ガスを加圧して放熱させ、また、
減圧して吸熱する場合にも、放熱気体となる空気を暖め
てから吸熱するものであるから、外気温が低くても熱交
換が阻害されることなく十分に加熱することが出来る。 また、加温と換気とを同時に行うことができ、換気に伴
って排出される空気は顕熱はもとより潜熱も回収されて
部屋に送り返されるので、言うなれば熱を循環させなが
ら、加熱する形になっており、わずかな熱エネルギーの
補充で済むので効率が良くコストが安い。しかも、前記
変圧機が後変圧機のいずれか一方で動力を取り出せるの
で運転経費も節約となる。また、変圧機と吸気ファンの
回転数が調節自在であり、外気および廃棄ガスを自由に
加圧・減圧できるので、温度と湿度を任意に選択するこ
とができ、乾燥、温室、暖房および冷房と極めて広い用
途を、単に運転方法を変えるだけで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明による温冷風発生装置の詳細を示
す構成図である。

【図２】図２は本発明による温冷風発生装置を使用した
実施例を示す構成図である。

【図３】図３は従来の乾燥装置の構成図である。

【図４】図４は従来の暖房装置の構成図である。

【符合の説明】７…乾燥室 ８…吸気管 ９…送気管 １２…吸気四方弁 １３…送気切替弁 １４…ヒートポンプ １５…熱交換器 １６…空気圧調節機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　放熱気体と受熱気体とを流通させる熱
   交換器と、該熱交換器内の放熱気体または受熱気体を圧
   縮または減圧する空気圧調節機とからなるヒートポンプ
   の、放熱気体側または受熱気体側の吸気管を、吸気四方
   弁を介して乾燥室等の廃棄ガスまたは外気の流路と連通
   させ、放熱気体側と受熱気体側との送気管を、送気切替
   弁を介していずれか一方の送気管を前記乾燥室等に開口
   することを特徴とする温冷風発生装置。