特開 2023-61856 冷風機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023061856

(43)【公開日】2023-05-02

(54)【発明の名称】冷風機

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/0007 20190101AFI20230425BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20230425BHJP

【ＦＩ】

F24F1/0007 331

F24F5/00 102K

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】書面

(21)【出願番号】P 2021185234

(22)【出願日】2021-10-20

(71)【出願人】

【識別番号】521496515

【氏名又は名称】木村 慎

(71)【出願人】

【識別番号】500111806

【氏名又は名称】荒井 優章

(72)【発明者】

【氏名】木村 慎

【テーマコード（参考）】

3L050

【Ｆターム（参考）】

3L050BB02

(57)【要約】

【課題】 消費電力が少なく、騒音も少なく、冷却時に熱を発生させず、適温の範囲で除湿しつつ安全な冷却空気を長時間提供可能な冷風機を提供すること。
【解決手段】外気を取り入れて－４～－２１℃の範囲の冷媒を用いて除湿冷却処理を行い外部に除湿された冷却空気を排出する冷風機であって、前記冷風機は、前記除湿冷却処理を行う除湿冷却処理室と、前記除湿冷却処理室内に配置される冷媒収納容器と、前記冷媒収納容器の下部に配設され結露した水滴を回収する水滴回収手段と、を有し、前記除湿冷却処理室は、外気を取り入れる外気取入口を下部に、取り入れられ処理された空気をファンで外部に排出する排出口を上部に、備えたことを特徴とする冷風機を提供する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外気を取り入れて除湿冷却処理を行い外部に除湿された冷却空気を排出する冷風機であって、
前記冷風機は、
前記除湿冷却処理を行う除湿冷却処理室と、
前記除湿冷却処理室内に配置され－４～－２１℃の範囲の冷媒を収納する冷媒収納容器と、前記冷媒収納容器の下部に配設され結露した水滴を回収する水滴回収手段と、を有し、前記除湿冷却処理室は、外気を取り入れる外気取入口を下部に、取り入れられ処理された空気をファンで外部に排出する排出口を上部に、備えたことを特徴とする冷風機。

【請求項2】

前記冷風機は、略外部及び内部の何れか又は両方の壁面全体が断熱材で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の冷風機。

【請求項3】

前記冷媒収納容器は、アルミ製又はペットボトル製の容器からなることを特徴とする請求項１に記載の冷風機。

【請求項4】

前記冷媒収納容器は、口径５０ｍｍ～９０ｍｍ範囲内で長さが１５０～２５０ｍｍ範囲内の筒状の容器であり３００～８００ｃｃの範囲内の冷媒を収容可能であることを特徴とする請求項１又は３のいずれかに記載の冷風機。

【請求項5】

前記冷媒は、塩分濃度を３％以上加えた塩水からなる氷であることを特徴とする請求項１又は４のいずれかに記載の冷風機。

【請求項6】

前記氷は、－４～－２１℃の範囲で氷結されていることを特徴とする請求項５に記載の冷風機。

【請求項7】

前記冷媒収納容器は、使用時間・除湿性能・冷却性能に応じて前記除湿冷却処理室内に任意の量を収納可能であることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の冷風機。

【請求項8】

前記排出口には、送風ダクトが取り付け可能であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の冷風機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷風機に関し、特に、消費電力が少なく、騒音も少なく、冷却時に熱を発生させず、適温の範囲で除湿しつつ安全な冷却空気を長時間提供可能な冷風機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の冷風機として、例えば、以下のものが知られている。
・山善ミスト気化式冷風扇（型式：ＦＣＲ－Ｆ４５１）。
・ＬＯＭＡＹＡ冷風機（型式：Ｆ－８５５）。
・アイリスオーヤマ製冷風扇（型式：ＣＴＦ－０１Ｍ）
・Ｔｅｋｎｏｓ冷風扇（型式：ＴＣ１－００７）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、従来の冷風機にあっては、以下のような問題があった。
（１）山善ミスト気化式冷風扇やＬＯＭＡＹＡ冷風機などの他、海外製造のメーカー不詳の気化式冷風機では、室内を加湿してしまい除湿を行うことはできないという問題があった。
（２）コンプレッサー式熱交換機を使用している場合、高い消費電力と、高い騒音と、冷却時に熱を発生させてしまうという問題があった。その結果、室内全体の湿度を上げて不快指数が上昇し、更に蒸し暑く感じるという問題があった。

【0004】

（３）室内全体に過冷却が発生してしま、体が冷え過ぎて体調不良になりやすいという問題があった。また、過冷却の場合、電気代が嵩むという問題があった。また、過冷却により真夏の消費電力が供給能力をオーバーしてしまい、停電につながるという問題があった。
（４）冷風機の電源が商用電源のみであるため、携帯性が限られるという問題があった。
（５）また、市販の保冷剤は短時間に温度上昇する形状であり、長時間の極低温維持は難しいという問題があった。更に、冷却媒体の収納容器の厚さが約３センチ前後と薄く、製氷時間が短く、且つ溶解時間が短時間という問題があった。

【0005】

（６）水溶液を収容する容器と、水溶液を蒸発させるフィルターと、フィルターに空気を送るファンとで構成されている冷風機の場合、水溶液を蒸発させるフィルターを水溶液収容容器に浸漬し、水溶液を湿潤したフィルターに空気を通過させると、空気の温度は水蒸気に気化熱として奪われて空気は冷やされるが、冷やされた空気には同時に気化された水蒸気が増加されてしまうという問題があった。水蒸気が増加した空気は室内湿度を高め、室内のあらゆる場所や物に付着し、各種のカビの発生促進効果を生んでしまうという問題がある。

【0006】

（７）水蒸気が増加した空気では、各種のカビが増殖して胞子を室内空間に浮遊させ、衣類などの付着に限らず人体やペットなどの呼吸気として吸い込まれ、呼吸器疾患や皮膚疾患などの原因物質となる場合があるという問題があった。更に、冷風装置内の水蒸気発生用の水溶液タンクの水には殺菌効果は無く、水溶液収納槽やフィルターに各種の真菌やバクテリアの付着及び増殖が短時間で発生し、それらの水溶液が汚染されているフィルターを通過して、フィルターに付着している有害物質を室内にくまなく拡散させてしまうという問題があった。更に、室内温度が低下した場合は、水蒸気として放出した水蒸気は結露し、室内環境の低下を招くという問題があった。

【0007】

（８）冷気の吹き出し口が下方の場合、吹き出す風速が強く、枕元から体に室内空気以上に加湿された冷気が吹き付け当たるが室内は不快指数が上昇し蒸し暑くなる。即ち、冷気吹き出し口が装置の下部から吹き出すと、下降する冷えた空気は上昇することなく床面に広がり、上部及び頭上部から胸元への上下幅の広い範囲へ冷却風は受けられないという問題があった。
（９）タイマーでクーラーを切れるようにした場合、直後に枕と接する首や肩が発汗しやすく寝苦しいという問題があった。

【発明の目的】

【0008】

従って、本発明の目的は、消費電力が少なく、騒音も少なく、冷却時に熱を発生させず、適温の範囲で除湿しつつ安全な冷却空気を長時間提供可能な冷風機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、上記の目的を達成するため、外気を取り入れて除湿冷却処理を行い外部に除湿された冷却空気を排出する冷風機であって、前記冷風機は、前記除湿冷却処理を行う除湿冷却処理室と、前記除湿冷却処理室内に配置される冷媒収納容器と、前記冷媒収納容器の下部に配設され結露した水滴を回収する水滴回収手段と、を有し、前記除湿冷却処理室は、外気を取り入れる外気取入口を下部に、取り入れられ処理された空気をファンで外部に排出する排出口を上部に、備えたことを特徴とする冷風機を提供するものである。

【0010】

以上の構成において、前記冷風機内部及びまたは外部壁面の何れかに、略全体が断熱材で覆われていることが望ましい。

【0011】

また、前記冷媒収納容器は、アルミ製又はペットボトル製の容器からなることが望ましい。

【0012】

また、前記冷媒収納容器は、口径５０ｍｍ～９０ｍｍ範囲内で長さが１５０～２５０ｍｍ範囲内の筒状の容器であり３００～８００ｃｃの範囲内の冷媒を収容可能であることが望ましい。

【0013】

また、前記冷媒は、塩分濃度を３％以上加えた塩水からなる氷であることが望ましい。
また、前記氷は、－４～－２１℃の範囲で氷結されていることが望ましい。

【0014】

前記冷媒収納容器は、使用時間・除湿性能・冷却性能に応じて前記除湿冷却処理室内に任意の量を収納可能であることが望ましい。

【0015】

また、前記排出口には、送風ダクトが取り付け可能であることが望ましい。

【発明の効果】

【0016】

以上のように構成したので、本発明によれば、以下のような格別な効果を得ることが出来る。
（１）就寝後５時間くらい持続する室内温度より２～１２度範囲内の温度で湿度は室内より１～６％範囲内の低い弱冷風扇が提供できる。これにより、湿度と温度が低下した快適な空気を呼吸出来るようになる。換言すれば、通常の室内全体を冷やす過冷房の危険性を排除できる。
（２）氷点下以下に冷えた冷却部を内蔵することによって、コンプレッサーを使わずに５時間以上除湿と冷却が可能な小型軽量で安価で且つ故障箇所原因の部品が少なく、極静音の冷え過ぎない冷風で除湿が可能な除湿冷風扇を提供することが可能となる。
（３）除湿冷却した風の風向きをダクトで調整できる。これにより、就寝中に体温の籠り易い枕との付近に除湿された冷風が蛇腹ダクトなどで自在に最適場所に噴き出させることができる。

【0017】

（４）コンプレッサーを使用しないので、商用電源だけでなく乾電池でも駆動できる。そのため、消費電力が一日８時間使用で１円未満の極安価となる。また、夏の最大電気消費の防止の停電の場合でも乾電池で除湿冷風を提供でき安眠できる。
（５）水分を放出しないので、装置内にカビの発生は減少する。室内の畳・壁・天井などにカビの発生原因が排除される。室内に結露しやすい要因を排除できる。室内がカビなどによる悪臭発生が防げる。枕や寝具に気化水蒸気が付着して湿ることが避けられる。室内に発生するカビなどの胞子を吸い込む危険性を排除できる。除湿冷却する空気の浮遊物を除去できる。
（６）装置内外の何れか又はどちらか片方の壁面全体を断熱材で被っているので、冷媒が無駄な熱消費されない。
（７）前記冷媒収納容器は親水性の不織布などに覆われて、熱伝導性能を多少低下させ、除湿及び冷却時間の延伸を出来るようにすることができる。
（８）室内空気が加湿されない快適空間が出来るようになる。
（９）就寝中の枕元に置いた装置の上部から静かに除湿冷却された快適空気が緩やかな風として吹きおろし、頭部から胸部にかけて得られる。このため、寝苦しさから解放される。安眠が得られやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施の形態に係る冷風機の平面模式図である。

【図2】図１に示した冷風機に冷媒収納容器を配置した場合の側面模式図である。

【図3】図１に示した冷風機に冷媒収納容器を配置した場合の正面模式図である。

【図4】睡眠中の使用事例図である。

【図5】睡眠中の使用事例図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る冷風機の平面模式図であり、図２は、その冷風機に冷媒収納容器を配置した場合の側面模式図であり、その冷風機に冷媒収納容器を配置した場合の正面模式図である。また、図４及び図５は、化粧材で覆われた冷風機を枕元に置いて使用している場合の模式図である。

【0020】

図１～図３に示すように、冷風機１００は、外気を取り入れて除湿冷却処理を行い外部に除湿された冷却空気を排出する冷風機であり、除湿冷却処理を行う除湿冷却処理室９０と、除湿冷却処理室９０内に配置される冷媒収納容器６０と、冷媒収納容器６０の下部に配設され結露した水滴を回収する水滴回収手段５０とを有している。

【0021】

そしてこの除湿冷却処理室９０は、外気を取り入れる外気取入口３０，４０を下部に、取り入れられ処理された空気をファン７０で外部に排出する排出口８０を上部に備えている。なお、符号１０はファン７０を駆動させる電源である。

【0022】

以上の構成において、冷風機１００は、３ｋｇ程度の重量と３０×２０×３０ｃｍ前後の大きさのサイズであり、外気吸入口３０，４０及び排気口１０を除くほとんどの部分は断熱材で覆われている（図示せず）。外気取入口３０，４０を下部にし、排出口１０を上部に備えるようにしたのは、排出後に下方に落下する冷風の特徴を活かして上下に幅広く冷風を享受出来るようにするためである。

【0023】

除湿冷却処理室８０内に配置される冷媒収納容器６０は、アルミ製又はペットボトル製の筒状の容器からなり、その口径は５０ｍｍ～９０ｍｍ範囲内で、長さが１５０～２５０ｍｍ範囲内であって、３００～８００ｃｃの範囲内の冷媒を収容可能な容器であり、除湿冷却処理室８０内に配置される。冷媒収納容器６０は、使用時間・除湿性能・冷却性能に応じて除湿冷却処理室８０内に任意の量を収納可能である。

【0024】

冷媒収納容器６０に収納される冷媒は、塩水からなる氷であり、その塩水は塩分濃度を３％以上加えた塩水であることが望ましい。塩分濃度を３％以上加えるのは、凝固に係る時間が長くなり、その分溶けにくくなるからである。また、収納される氷は、－４～－２１℃の範囲で氷結されていることが望ましい。この冷却された冷媒収納容器を熱交換部とする。この冷媒は、家庭用冷蔵庫の冷凍室内で冷却されるものであっても良い。

【0025】

なお、冷媒は交換不要なので使用後は再度冷凍庫内に収納して再製氷化が望ましい。もし何らかの事故で、冷却水を飲んでも雑菌は繁殖しないので健康上の問題は起きない。また、冷媒は真水の水道水又は水道水などの真水に塩分を加え、最大マイナス２１度までの範囲内に冷える塩分濃度を使用者自ら調整するようにしても良い。

【0026】

また、装置上部の排出口８０には、送風ダクト（図示せず）が取り付けられる。送風ダクトは蛇腹式であり、これを操作することにより、除湿および冷却された空気を必要な方向に向けることができる。これにより、枕元上部から首元付近の任意の場所に除湿・冷却された空気を緩やかな空気の流れで落下させ、風による邪魔をしない睡眠を提供できる。

【0027】

また、冷媒収納容器６０の下部には、水滴回収手段５０が配置されている。この水滴回収手段５０は、結露した水滴を受ける受け皿であり、水滴を吸水するタオルを必要に応じて配置しても良い。

【0028】

なお、ファン７０は、家庭用電源のみならず、乾電池やその他の携帯可能な二次電池で駆動可能である。そのように構成すると、冷風機１００を携帯して使用することができる。

【0029】

以上の構成を有する冷風機１００の動作について説明する。
冷風機１００の除湿冷却処理室９０内に、冷凍庫内で－４～－２１℃の範囲で氷結された氷が収納された冷媒収納容器６０を使用時間・除湿性能・冷却性能に応じて必要本数（図では６本）配置し、冷風機１００を閉蓋する。

【0030】

電源１０をＯＮして、装置上部の排出口８０に設けられたファン７０を動作させると、装置下部の吸気口３０，４０から外部の空気が除湿冷却処理室９０内に取り込まれる。空気処理のためのコンプレッサーは用いない。

【0031】

除湿冷却処理室８０内に導かれた暖かく湿った空気は、－４～－２１℃範囲内のマイナス域に冷やされた冷媒収納容器６０に接触し、水蒸気は温度差８℃以上の差異により冷媒収納容器６０の表面で結露し、塵埃は結露に吸着され水滴回収手段５０に回収される。このため暖かく湿った空気は除湿され、空気は冷やされる。

【0032】

除湿され冷やされた空気は排出口８０より装置上部から降り注ぐように排出される。ファン７０は、１分辺りに６０ｃｍ^３程度の空気量を処理する。従って、送風機の音も気が付かない程度の低回転で行われる。この程度の微風が除湿冷却処理室９０を通過し、処理空気は除湿され冷却されて微風で排出口８０から排出される。

【0033】

このようにして、取り入れ空気温度と生成温度差を約３～１０度で且つ湿度差を２～１０％の範囲の何れかを時間経過とともに変化しながら３～６時間維持する。

【0034】

本発明では、コンプレッサーを用いずに微風で除湿冷却空気を提供できるので、乳幼児や病人や高齢者や風に敏感な人々が快適に安眠を得られる環境を極わずかな消費電力（消費電力はファンの回転だけに使われるので８時間あたり、１円未満の極経済性の良い電力）で実現が可能である。 また、旅館・病院・介護施設などの冷気に弱い顧客要望に対応可能である。

【0035】

また、健常者でも夜間から朝の目覚めまでクーラーの風を受けることは体調に異変を起こしかねない危険性があり、送風機の上部から吹き出す除湿冷風は処理前の約２～１０％前後の除湿と約２℃から１０℃の冷やされた空気が降り注ぐように排出されるが、空気量は１分あたり３０～６０ｃｍ３と少なく、吹き出し口から２０センチ離れるとその数値は半分以下に低下するので、風量の少なさは冷え過ぎを防止し、爽やかな冷風が優しく頭部や胸部などを通り抜ける安心でかつ快適な安眠を提供できる。また、狭い室内空間の湿度上昇が防げる。

【0036】

また、二次電池でも使用が可能であるので、各種要因で真夏の夜間に停電となっても除湿冷風装置が使え健康維持も得られる。蛇腹ダクトを使用すれば、例えば、除湿された空気を枕元から首元付近の任意の場所に提供できる。また、蛇腹ダクト付きとすれば、室内全体を過冷却してしまうことがなくなる。

【0037】

その結果、寝室外に動けない入院患者や高齢者などが枕元の熱が滞留しやすい場所だけに風を送れ、それ以外の場所や、不要な場合は室内全体を僅かだけ除湿と冷却が同時にできる。また、暑さに弱いペットなどの小動物でも、極狭い（犬小屋・猫小屋など）範囲の除湿冷却が可能となる。

【0038】

また、夏季の入浴は、入浴室に換気窓が無い場合には入浴室の温度と湿度が高いため、換気扇により外気を取り入れて入浴をするが、呼吸気を冷却して快適に湯に浸かれる入浴環境を提供することができる。

【符号の説明】

【0039】

１０ 電源
２０ 電源
３０ 外気取入口
４０ 外気取入口、
５０ 水滴回収手段
６０ 冷媒収納容器
７０ ファン
８０ 排出口
９０ 除湿冷却処理室
１００ 冷風機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】