JPH074685A - 加湿冷風機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気中に霧状の水を含んだ加湿空気がダクト
中を流れるとき、空気中の霧状の水が大きな水滴に成長
する前にダクト内壁に水を伝わらせて排水処理の問題を
解決する。 【構成】 加湿された空気は、傾斜ダクト３６中を流れ
る。この空気中に含まれる水の一部は、傾斜ダクト３６
の内壁の上壁に形成される溝５０に毛細管現象により捕
集され、この溝５０によって形成される凹状の案内路を
流れる。この水は、傾斜ダクト３６の端部５０ａ、５０
ｂから内壁側面を経由して内壁下面を伝わりながら重力
により下部へ落下する。これにより、傾斜ダクト３６の
内壁の上壁（天井部）に凝集した水滴が冷風の気流中に
混入するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、加湿装置付冷風機に関
するものであり、詳細には、水の気化熱を利用すること
により空気の冷却を行なう空気冷却器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷風機に加湿装置を組み合わ
せたものとして例えば特開昭４７−４４７４８号公報
や、超音波加湿の加湿冷却効果を利用したものとして特
開昭６２−２９８４３号公報等が知られている。特開昭
４７−４４７４８号公報に示されるものは、蒸発器の外
周部分に付着する水を空気ダクトの吐出孔付近に噴霧
し、水噴霧時の気化潜熱により空気を冷却する。

【０００３】特開昭６２−２９８４３号公報に示される
ものは、送風ユニットより吸い込まれた空気中に加湿装
置からの霧状の水を混合し拡散蒸発し、その際の気化熱
により空気温度を降下させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような空気中に霧
状の水を含んだ加湿空気は、その流れ途中にダクトの内
壁に水滴を作りやすいのが一般である。この水滴は、
「水飛び」の原因となりやすい。すなわち、ダクト内壁
から滴下する水滴がダクト内を高速で流れる冷風に乗る
と、その冷風とともに水滴がダクトの外に飛び出し、排
水処理上の問題を生じる。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、水滴が大きく成長する前にダク
ト内壁に水滴を伝わらせて排水処理の問題を解決する加
湿冷風機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】前記課題を解決するため
の本発明による加湿冷風機は、ダクト中に加湿された冷
風を流通する加湿冷風機において、ダクト内壁の上部に
冷風とともに運ばれる水を捕集する水捕集手段を設け、
この水捕集手段で捕集した水を重力を利用して前記ダク
ト内壁の側部から下部を伝わらせて排出することを特徴
とする。

【０００７】

【作用】加湿された空気は、ダクト中を流れる。この空
気中に含まれる水の一部は、ダクト内壁の上壁に施され
る水捕集手段に捕集され、この水捕集手段に捕集された
水は、ダクト内壁の側面から下面を伝わりながら重力に
より下部へ流し落とされるため、ダクト内壁の上壁（天
井部）に凝集した水滴が冷風の気流中に混入することが
ない。

【０００８】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の加湿冷風機の第１実施例を図１〜図６に示す。
図１において、加湿冷風機１は、蒸発器３、圧縮機５、
凝縮器７等からなる冷凍サイクル装置を備えている。冷
風機ケース１０内の蒸発器３の内側にファン１２が設け
られ、このファン１２の駆動軸１４はモータ１６に連結
されている。またケース１０の凝縮器７の内側にファン
１８が設けられ、このファン１８の駆動軸２０はモータ
１６に連結されている。

【０００９】加湿装置２２は、蒸発器３を通過してファ
ン１２により送風された空気中に水を噴霧する装置であ
る。この加湿装置２２は、例えば超音波加湿器からな
り、水タンク２４から水ポンプ２６により汲み上げた水
を加湿器２８中に供給する。加湿器２８の容器３０の底
部には、水の液面から霧化を促進する超音波振動子３２
が取り付けられている。

【００１０】蒸発器３とファン１２を経由して送られる
空気は、垂直ダクト３４とこの垂直ダクト３４に連結さ
れる傾斜ダクト３６とを経由して図１に示す矢印Ａ方向
の外部に供給される。加湿器２８の入口ダクト４０は、
一端が垂直ダクト３４内に開口し、他端が容器３０の上
部に開口している。また出口ダクト４４は、一端が垂直
ダクト３４中の入口ダクト４０の空気下流側に開口し、
他端の吹出口４４ａが容器３０の上部に連通されてい
る。

【００１１】垂直ダクト３４の下方側の端部３４ａは、
その底面にたまる水を水タンク２４に重力により落下す
るように傾斜ダクト４６が水タンク２４の上部に開口し
ている。そして、図２に示すように、傾斜ダクト３６の
内壁にはその周方向の一部円弧に多数の微細な平行溝５
０が形成されている。図４（Ａ）に示すように、傾斜ダ
クト３６は、水平方向に対し傾斜角θだけ傾斜してお
り、図４（Ｂ）に示すように、溝５０は、傾斜ダクト３
６の内壁上部に角度αの円弧角の範囲で形成されてい
る。溝５０の溝幅は例えば約１ｍｍで、ピッチは溝幅の
ほぼ２倍である。溝深さは、この溝幅のほぼ１／２であ
る。

【００１２】本発明の実施例としては、ダクト傾斜角度
θと溝形成角度αの関係は、図５に示す相関関係に設定
している。これは、水滴の落下防止のため、傾斜ダクト
３６の傾斜角度θが大きくなるほど溝５０の溝形成角度
αの角度範囲を大きくする必要があるためである。次
に、排水メカニズムを図３（Ａ）、（Ｂ）に基づいて説
明する。

【００１３】ダクト３６中を流れる空気は、その冷風と
霧とが図３（Ａ）に示すように矢印方向に流れる。そし
てダクト３６の上部の内壁に付着する水滴は、毛細管現
象により溝５０に捕集され、溝５０によって形成される
凹状の案内路に沿って矢印１０１方向に伝わり、溝５０
の端部５０ａ、５０ｂから重力によって矢印１０２方向
にダクト３６の内壁の両側面ないし下面を伝わり、さら
にダクト３６の延びる矢印１０３方向に下降し、図３
（Ｂ）に示す矢印１０４方向に垂直ダクト３４内に落下
する。垂直ダクト３４を落下した水滴は、図１に示す傾
斜ダクト４６を経由して水タンク２４に落下する。

【００１４】冷凍サイクル装置の運転時、圧縮機５の駆
動により冷媒は、凝縮器７、蒸発器３および圧縮機５で
構成される配管中を循環する。そしてモータ１６の駆動
によりファン１８および１２が回転されると、蒸発器３
で冷却された冷却風がファン１２により垂直ダクト３４
および傾斜ダクト３６を矢印方向に流通する。このと
き、加湿器２２が駆動されていると、水タンク２４から
水ポンプ２６により汲み上げられた水が加湿器２８の容
器３０内に供給され、超音波振動子３２の振動により水
液面上の容器内で霧状の水が拡散される。入口ダクト４
０から容器３０内に吸い込まれた空気は、この霧状の水
を含んだ状態で出口ダクト４４より垂直ダクト３４内に
供給され、加湿の空気が傾斜ダクト３６より外部に供給
される。

【００１５】霧状の水は、出口ダクト４４を出てから垂
直ダクト３４および傾斜ダクト３６中の冷風中で蒸発す
るので、加湿冷却効果により冷風の温度はさらに降下す
る。この加湿冷却効果の実験結果を図６に示す。図６に
示すように、風量が４５０ｍ³ ／ｈの一定の場合、加湿
量Ｇが増大するほど吹出口４４ａからの距離Ｌのどの値
の範囲においても到達温度が低くなっていることが判
る。この周囲空気は、３０℃−５０％湿度の条件で行な
った。

【００１６】次に傾斜ダクト３６の内壁に溝のない比較
例と溝５０のある本実施例の場合の「水飛び」の効果に
ついて比較する。図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、溝
のない傾斜ダクト５６をもつ比較例の場合、加湿器より
発生した霧は、その一部が傾斜ダクト５６の内壁の上部
に付着し、水滴に成長する。ある程度成長した水滴２０
０は重力により下方に落下し、この落下しようとする水
滴２０１が発生する範囲は図９（Ｂ）に示すように上部
の角度α₀ の範囲において発生しやすい。残りの角度β
₀ の範囲において内壁に生成される水滴は内壁の側面か
ら下面に沿って矢印２０２に示すようにダクト内壁を伝
って下方へ流れ落ち水飛びに至らない。角度α₀ の範囲
のダクト内壁から落下した水滴２０１は、ダクト中を流
れる気流により、冷風、霧、および水滴となってダクト
の矢印２０３流れ水飛びの原因となる。

【００１７】これに対し、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すよ
うに、本発明の本実施例では、ダクト３６の内壁上部に
付着した水滴は、溝５０による毛細管現象によりこの溝
５０に沿って広がることになり、この広がった水滴の一
部は、角度αの範囲を出て角度βの範囲まで運ばれる。
角度βの範囲まで運ばれた水滴は、重力によりダクト３
６の内壁を伝って下方へと流れていく。すなわち溝５０
が形成されることで、ダクト３６の内壁に付着した水滴
は、全てダクト３６の内壁面を伝って下方へ流れること
になる。これにより、ダクト３６中の気流とともにダク
ト外部へ水が飛び出すいわゆる「水飛び」は解消され
る。

【００１８】水飛びの原因となる水滴が付着する範囲
は、図５に示すようにダクト３６の上向き角度（傾斜角
度θ）により変化する。ダクト３６が水平方向を向く場
合、溝形成角度αの範囲は約９０°となり、ダクト３６
の角度が大きく上向きになるにつれて溝形成角度αの範
囲も広い範囲に広がる。一般に、加湿器２２の使用状況
は多様であるため、水飛び防止処理を施す範囲は大きい
ほうがよいと考えられる。

【００１９】次に本発明の第２実施例を図７（Ａ）、
（Ｂ）に示す。この第２実施例は、第１実施例における
溝５０に代えて、ダクト３６の内壁の上部にメッシュ状
あるいはランダムな形状をした繊維６０を貼付した例で
ある。繊維６０の材質、形状等は、毛細管現象を生じる
ものなら何でもよく、有機繊維でも無機繊維でもよい。
この繊維６０の貼付範囲は、前記第１実施例の溝５０の
溝形成角度αの角度範囲と同様にするのがよい。

【００２０】この第２実施例によると、ダクト３６中を
流れる空気中に含まれる水滴がダクト内壁の上部に付着
しようとする場合、その上部の水は繊維６０により捕集
され、この捕集された水滴が内壁の角度βの内壁側面を
伝って底部に落ち下方へと流れる。このため、ダクト３
６中の冷風に水滴がともに運ばれることが防止されるの
で、いわゆる水飛びが防止される。

【００２１】次に本発明の第３実施例を図８（Ａ）、
（Ｂ）に示す。第３実施例は、第１実施例の溝５０に代
えて、ダクト３６の内壁の上部に親水性物質７０を塗布
あるいは貼付したものである。親水性物質７０として
は、例えばポリアクリルアミド等である。この第３実施
例では、ダクト３６の内壁に付着した水滴は親水性物質
７０の接触角が小さくなる特性より、薄く延びたような
形状の水膜となり、他の水滴と合体し、さらに大きな水
膜となり、角度βの範囲まで広がり、ダクト３６の内壁
の側面から下面を伝って流れ落ちるようになる。

【００２２】本実施例では、親水性物質７０の形成範囲
は、第１実施例の場合と同様にするが、本発明では第１
実施例の範囲と同様に限るものではない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の加湿冷風
機によると、加湿された冷風中の水滴の一部がダクト内
壁上部の水捕集手段に捕集され、捕集した水を内壁面を
伝わらせて下方に流し落とすため、冷風とともに水滴が
外部に運ばれるのが防止され、いわゆる「水飛び」の問
題が解消される。従って排水処理性が大幅に向上すると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の加湿冷風機を示す概略構
成図である。

【図２】図１に示すII部分の断面図である。

【図３】（Ａ）は本発明の第１実施例による傾斜ダクト
の縦断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＢ方向矢視図であ
る。

【図４】（Ａ）は本発明の第１実施例の傾斜ダクトの傾
斜角度θを示す図である。（Ｂ）は同じく傾斜ダクトの
溝形成角度αを説明するための図である。

【図５】本発明によるダクトの傾斜角度θと溝形成角度
αの関係を示す特性図である。

【図６】本発明の第１実施例による吹出口からの距離Ｌ
と到達温度との関係を示す実験データ図である。

【図７】（Ａ）は本発明の第２実施例による傾斜ダクト
の縦断面図である。（Ｂ）は上記（Ａ）のＢ方向矢視図
である。

【図８】（Ａ）は本発明の第３実施例による傾斜ダクト
の縦断面図である。（Ｂ）は上記（Ａ）のＢ方向矢視図
である。

【図９】（Ａ）は比較例の傾斜ダクトの水滴の流れ方向
を示す断面図である。（Ｂ）は上記（Ａ）のＢ方向矢視
図である。

【符号の説明】

１ 加湿冷風機 ２２ 加湿装置 ２８ 加湿器 ３４ 垂直ダクト ３６ 傾斜ダクト ５０ 溝（水捕集手段） ６０ 繊維（水捕集手段） ７０ 親水性物質（水捕集手段）

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２４Ｆ 6/00 ３３１ 9140−3Ｌ 6/12 １０１ Ｚ 9140−3Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダクト中に加湿された冷風を流通する加
   湿冷風機において、 ダクト内壁の上部に冷風とともに運ばれる水を捕集する
   水捕集手段を設け、この水捕集手段で捕集した水を重力
   を利用して前記ダクト内壁の側部から下部を伝わらせて
   排出することを特徴とする加湿冷風機。