特許 7525852 空調装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-23

(45)【発行日】2024-07-31

(54)【発明の名称】空調装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 1/039 20190101AFI20240724BHJP

   F24F 5/00 20060101ALI20240724BHJP

   B61D 27/00 20060101ALI20240724BHJP

【ＦＩ】

F24F1/039

F24F5/00 Z

B61D27/00 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019204356

(22)【出願日】2019-11-12

(65)【公開番号】P2021076317

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-27

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】504150450

【氏名又は名称】国立大学法人神戸大学

(73)【特許権者】

【識別番号】509221135

【氏名又は名称】株式会社日建設計総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100115749

【弁理士】

【氏名又は名称】谷川 英和

(74)【代理人】

【識別番号】100121223

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 悟道

(72)【発明者】

【氏名】長廣 剛

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 義康

(72)【発明者】

【氏名】進藤 宏行

【審査官】塩田 匠

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０４８９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７８８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８９９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１５９５６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－０２１７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ １／０３９

Ｆ２４Ｆ ５／００

Ｂ６１Ｄ ２７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空調用空気が通る空調用流路と、
前記空調用流路の外周面に設けられ、水が供給される吸水材と、
前記吸水材に供給された水を気化させるための気化用空気が通る気化用流路と、を備え、
前記空調用流路の流入口と前記気化用流路の流入口とは、同一方向を向いて開口しており、
前記空調用流路及び前記気化用流路は、前記空調用空気と前記気化用空気とが混じり合わないように配置されており、
前記空調用流路及び前記気化用流路に空調用空気及び気化用空気をそれぞれ供給するためのファンを有しておらず、
前記空調用空気の流入口は、前記気化用流路の流入口よりも、両前記流入口に流入する空気の上流側に突出している、空調装置。

【請求項2】

前記空調用流路は、１以上の導管によって形成され、
前記気化用流路は、前記気化用空気を流入口から流出口まで導く、周囲を壁面で囲われた流路であり、
前記空調用流路の少なくとも一部は、前記壁面で囲われた空間に設けられており、
前記１以上の導管は、流出口側が前記気化用流路の壁面を通って外側に連通するように配設されている、請求項１記載の空調装置。

【請求項3】

前記吸水材に、３０℃以下の水が供給される、請求項１または請求項２記載の空調装置。

【請求項4】

空調用空気が通る空調用流路と、
湧水が貯留される貯留槽と、
前記空調用流路の外周面に設けられ、前記貯留槽に貯留されている湧水が供給される吸水材と、
前記吸水材に供給された湧水を気化させるための気化用空気が通る気化用流路と、を備え、
前記空調用流路の流入口と前記気化用流路の流入口とは、同一方向を向いており、
前記空調用流路及び前記気化用流路は、前記空調用空気と前記気化用空気とが混じり合わないように配置されており、
前記貯留槽に貯留されている湧水に空気が供給される、空調装置。

【請求項5】

空調用空気が通る空調用流路と、
前記空調用流路の外周面に設けられ、水が供給される吸水材と、
前記吸水材に供給された水を気化させるための気化用空気が通る気化用流路と、を備え、
前記空調用流路の流入口と前記気化用流路の流入口とは、同一方向を向いて開口しており、
前記空調用流路及び前記気化用流路は、前記空調用空気と前記気化用空気とが混じり合わないように配置されており、
前記空調用流路及び前記気化用流路に空調用空気及び気化用空気をそれぞれ供給するためのファンを有しておらず、
前記空調用流路及び前記気化用流路の流入口は、列車風の上流側に向けられており、
前記空調用流路から流出する空調用空気が、駅のプラットホームに供給される、空調装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気化熱を利用して空気を冷却する空調装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、気化熱（蒸発潜熱）を利用して空気を冷却する冷風扇が用いられている（例えば、特許文献１参照）。その冷風扇によって、ヒートポンプや熱源などを利用することなく、簡便に空気を冷却することができていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－０８２２９１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、従来の冷風扇においては、湿度の高い冷風が供給されることになる。その結果、湿度が上昇して快適性が損なわれるという問題があった。

【0005】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、気化熱を利用して冷却された空気の快適性を向上させることができる空調装置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】

上記目的を達成するため、本発明による空調装置は、空調用空気が通る空調用流路と、空調用流路の外周面に設けられ、水が供給される吸水材と、吸水材に供給された水を気化させるための気化用空気が通る気化用流路と、を備え、空調用流路の流入口と気化用流路の流入口とは、同一方向を向いており、空調用流路及び気化用流路は、空調用空気と気化用空気とが混じり合わないように配置されている、ものである。
このような構成により、気化熱を利用して空調用空気を冷却することができるため、省エネルギーでの空調を提供することができる。また、空調用流路及び気化用流路の各流入口が同一方向を向いているため、各流入口を所定の気流の上流側に向けることによって、両流路にそれぞれ空気を流通させることができるようになる。さらに、空調用空気と気化用空気とが混じり合わないようにすることによって、空調用空気の湿度の上昇を回避でき、快適な空調用空気を提供することができる。

【0007】

また、本発明による空調装置では、空調用流路は、１以上の導管によって形成され、気化用流路は、気化用空気を流入口から流出口まで導く、周囲を壁面で囲われた流路であり、空調用流路の少なくとも一部は、壁面で囲われた空間に設けられており、１以上の導管は、流出口側が気化用流路の壁面を通って外側に連通するように配設されていてもよい。
このような構成により、簡単な構成によって、効率的に空調用空気を冷却することができるようになる。

【0008】

また、本発明による空調装置では、吸水材に、３０℃以下の水が供給されてもよい。
このような構成により、例えば、空調用流路に流入する空気よりも低い温度の水が吸水材に供給される場合には、気化熱に加えて、吸水材に供給される水そのものによっても、空調用空気を冷却することができるようになる。

【0009】

また、本発明による空調装置では、吸水材に、湧水が供給されてもよい。
このような構成により、例えば、地下空間などにおいて、温度の低い湧水を有効利用することができるようになる。

【0010】

また、本発明による空調装置では、吸水材に供給される湧水が貯留される貯留槽をさらに備え、貯留槽に貯留されている湧水に空気が供給されてもよい。
このような構成により、貯留槽における雑菌などの繁殖を防止することができる。通常、湧水には金属イオンが含まれるため、空気を供給することによって金属イオンが酸化され、貯留槽で貯留されている湧水を酸性にすることができ、その結果として、雑菌などが繁殖できないようになるからである。

【0011】

また、本発明による空調装置では、空調用流路及び気化用流路の流入口は、列車風の上流側に向けられており、空調用流路から流出する空調用空気が、駅のプラットホームに供給されてもよい。
このような構成により、列車風を利用して、プラットホームに冷やされた空調用空気を提供することができる。したがって、例えば、地下鉄の駅のプラットホームなどにおいて、省エネルギーの空調を行うことができるようになる。

【発明の効果】

【0012】

本発明による空調装置によれば、空調用空気と気化用空気とが混じり合わないようにすることによって、空調用空気の湿度が上昇することを回避でき、その結果、快適な空調用空気を提供することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態による空調装置の構成を示す斜視図

【図2】同実施の形態による空調装置の構成を示す斜視図

【図3】同実施の形態による空調装置の構造について説明するための斜視図

【図4A】同実施の形態における複数の導管の配置の一例を示す正面図

【図4B】同実施の形態における複数の導管の配置の一例を示す正面図

【図4C】同実施の形態における複数の導管の配置の一例を示す正面図

【図4D】同実施の形態における複数の導管の配置の一例を示す正面図

【図5】同実施の形態による空調装置の構成の他の一例を示す斜視図

【図6】同実施の形態による空調装置の構成の他の一例を示す背面図

【図7】同実施の形態による空調装置の駅への配置の一例を示す平面図

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明による空調装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素は同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態による空調装置は、空調用空気が通る空調用流路と気化用空気が通る気化用流路とが、互いの空気が混じり合わないように配置され、空調用空気が気化熱を利用して冷却されるものである。

【0015】

図１は、本実施の形態による空調装置１を空調用空気及び気化用空気の流入口１５，３５側から見た斜視図であり、図２は、空調装置１を空調用空気の流出口１６側から見た斜視図である。図３は、空調装置１の導管１２の支持構造を示す斜視図である。

【0016】

空調装置１は、空調用空気が通る空調用流路１１と、空調用流路１１の外周面に設けられた吸水材２１と、気化用空気が通る気化用流路３１と、吸水材２１に供給される水が貯留される貯留槽４１と、を備える。

【0017】

本実施の形態では、図１～図３で示されるように、空調用流路１１が３個の導管１２によって形成される場合について主に説明する。なお、導管１２の個数は問わない。例えば、１以上の導管１２によって空調用流路１１が形成されてもよい。また、図１，図２で示されるように、複数の同じ長さの導管１２が平行に設けられてもよい。なお、導管１２は、空調用空気を効率よく冷却するため、熱伝導率の高い材料で構成されることが好適である。そのため、導管１２の材質は、例えば、金属や、熱伝導率の高い合成樹脂であってもよい。金属としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、炭素鋼、ステンレスなどを挙げることができる。熱伝導率の高い合成樹脂としては、例えば、高熱伝導率のポリカーボネート樹脂、高熱伝導率のポリブチレンテレフタレート樹脂、高熱伝導率のポリアミド樹脂などを挙げることができる。

【0018】

空調用空気は、気化熱を用いた冷却の対象となる空気である。図１において、空調用流路１１における空調用空気の流れを、実線の矢印によって示している。空調用空気は、流入口１５から空調用流路１１に流入し、流出口１６から空調空間に流出することによって、空調空間が空調されることになる。本実施の形態では、空調用流路１１が直線状である場合について示しているが、そうでなくてもよい。空調用流路１１は、途中で曲がっていてもよい。

【0019】

吸水材２１は、吸水性を有しており、導管１２の外周側に設けられる。なお、吸水材２１は、例えば、吸水性ポリマーなどのように、吸水性の特に高いものであってもよく、または、例えば、天然繊維や化学繊維などのように、吸水性ポリマーよりは吸水性が低いものであってもよい。この吸水材２１には、水が供給される。なお、本実施の形態では、貯留槽４１の水が吸水材２１に供給される場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。例えば、給水管などを介して、水が吸水材２１に供給されてもよい。また、本実施の形態では、下方に設けられた貯留槽４１から水が毛細管現象によって吸い上げられることによって、吸水材２１に水が供給される場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。例えば、吸水材２１の上方から水が滴下や噴霧されてもよい。

【0020】

吸水材２１は、例えば、シート状のものであってもよく、ハニカム状などのように積層状のものであってもよく、その他の形状のものであってもよい。本実施の形態では、吸水材２１がシート状のものである場合について主に説明する。シート状の吸水材２１は、例えば、布や織物であってもよく、不織布であってもよく、その他のシートであってもよい。シート状の吸水材２１は、例えば、吸水性と速乾性（拡散性）とを有する高分子材料（例えば、ポリエステルやナイロン等）によって形成されたものであってもよく、ボール紙や厚紙などの紙によって形成されたものであってもよく、その他の材料によって形成されたものであってもよい。吸水材２１は、例えば、湿潤膜であってもよい。吸水材２１の水が気化することによって、空調用流路１１を通る空調用空気が冷却されるため、吸水材２１と、空調用流路１１の外周面との接触面積は大きい方が好適である。そのため、空調用流路１１の外周面が平面でない場合には、吸水材２１は、空調用流路１１の外周面の形状に容易に沿うことができ、その外周面との接触面積を増やすことができるものであることが好適である。その観点からは、吸水材２１は、布や織物、不織布などのように、自由に変形可能なものであることが好適である。また、導管１２によって形成される空調用流路１１の外周面において、吸水材２１が設けられる範囲は問わないが、図１で示されるように、複数の導管１２の外周面のできるだけ広い範囲に吸水材２１が接触していることが好適である。気化熱によって、より効率的に空調用空気を冷却するためである。本実施の形態では、導管１２の長手方向において、吸水材２１は、導管１２と略同じ長さにわたって設けられているものとする。吸水材２１は、空調用流路１１の外周面に接着などによって固定されてもよい。

【0021】

吸水材２１に供給される水は、例えば、湧水や海水、河川水、地下水、ため池の水などの未利用水であってもよく、工業用水であってもよく、雨水などの中水であってもよく、上水であってもよく、その他の水であってもよい。なお、水が気化する際の気化熱を用いて空調用空気を冷却するという観点からは、吸水材２１に供給される水の温度は問わない。一方、水の温度が低ければ、気化熱と共に、水そのものによっても空調用空気を冷却することができるため、吸水材２１に供給される水の温度は低いことが好適である。その観点からは、吸水材２１に供給される水の温度は、流入口１５に流入する空気の温度よりも低いことが好適である。吸水材２１に供給される水の温度は、例えば、３０℃以下であることが好適であり、２８℃以下であることがより好適であり、２５℃以下であることがさらに好適であり、２０℃以下であることがよりさらに好適である。

【0022】

気化用流路３１は、吸水材２１に供給された水を気化させるための気化用空気が通る流路である。なお、吸水材２１の水は気化用空気によって気化されるため、吸水材２１は、気化用流路３１に配設されていると言うこともできる。本実施の形態では、図１，図２で示されるように、気化用流路３１が、気化用空気を流入口３５から流出口３６まで導く、周囲を壁面３２で囲われた流路である場合について主に説明する。なお、壁面３２で囲われた空間の内側に、空調用流路１１（導管１２）の少なくとも一部が設けられている。したがって、気化用流路３１は、厳密には、壁面３２と複数の導管１２との間に形成された空間となる。壁面３２の材質は、例えば、金属や合成樹脂であってもよい。金属の例示は、上記のとおりである。合成樹脂としては、例えば、硬質ポリ塩化ビニル樹脂、ポリブテン樹脂、ポリプロピレン樹脂、繊維強化樹脂（ＦＲＰ：Fiber-Reinforced Plastics）、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックなどを挙げることができる。

【0023】

なお、本実施の形態では、説明の便宜上、空調用流路１１の流入口１５側を正面と呼び、空調用流路１１の流出口１６側を背面と呼ぶ。また、導管１２の長手方向を前後方向とする。また、水平面上において、前後方向に直交する方向を左右方向とする。

【0024】

壁面３２によって、正面側が開口した略直方体形状が形成されており、壁面３２で囲われた空間において、前後方向に延びる導管１２が所定の支持部によって支持されている。また、図１で示されるように、空調用流路１１の流入口１５及び気化用流路３１の流入口３５は、同一方向を向くように構成されている。すなわち、流入口１５，３５は、同一方向に向けて開口していることになる。また、例えば、流入口１５，３５が所定の気流の上流側を向くように空調装置１が設置されてもよい。このようにすることで、所定の気流の一部が流入口１５から流入して空調用空気となり、所定の気流の他の一部が流入口３５から流入して気化用空気となる。その所定の気流は、例えば、列車風やビル風などのように、自然発生的に生じた気流であることが好適である。列車風とは、駅への列車の進入や通過に応じてプラットホーム上に引き起こされる風のことである。自然発生的に生じた気流を利用することによって、流入口１５，３５に流入する気流を生成するために、別途のエネルギーを消費する必要がなくなり、省エネルギーとなるからである。なお、その気流は、恒常的に発生していることが好適であるが、列車風などのように、間欠的に発生するものであってもよい。なお、図１，図２では、流入口１５，３５が、略同一平面上となる場合について示しているが、そうでなくてもよい。例えば、流入口１５は、流入口３５よりも、正面側に突出していてもよい。気化用流路３１の高湿度の空気が、空調用流路１１に流入することを回避するためである。なお、流入口１５が、流入口３５よりも正面側に突出している場合であっても、吸水材２１は、気化用流路３１の流入口３５から流出口３６までの範囲に設けられていることが好適である。高湿度の空気が、気化用流路３１の外部に存在しないようにすることが好適だからである。

【0025】

空調用流路１１を構成する複数の導管１２は、図２で示されるように、流出口１６側が、気化用流路３１の壁面３２を通って外側に連通するように配設されている。したがって、空調装置１の背面側からは、空調用空気のみが流出することになる。なお、図２では、導管１２の流出口１６と、背面側の壁面３２とが略同一平面となるように構成されているが、導管１２は、背面側の壁面３２から突出するように構成されていてもよい。また、空調装置１の背面側において、壁面３２と導管１２との間に隙間がないことが好適である。背面側から高湿度の気化用空気が流出しないことが好適だからである。

【0026】

図３で示されるように、壁面３２で囲われた空間内部において、各導管１２は、導管１２を保持する帯状のバンド部材１３と、バンド部材１３を上下方向に支持する複数の支持部材１４とによって支持されている。最も下側の支持部材１４の下端は、底面である壁面３２の内面に固定されており、最も上側の支持部材１４の上端は、上面である壁面３２の内面に固定されている。このようにして、複数の導管１２が、壁面３２によって囲われた空間内において固定されている。なお、バンド部材１３は、支持部材１４によって左右方向にも支持されてもよい。また、複数の導管１２の流出口１６側と背面側の壁面３２とは、例えば、溶接や接着等によって固定されていてもよい。また、図３で示される、１以上の導管１２を支持する構成は一例であり、他の構成によって１以上の導管１２が支持されてもよい。

【0027】

空調装置１の背面側において、気化用流路３１は上方に延びており、その上端に流出口３６が形成されている。したがって、気化用空気は、破線の矢印で示されるように流れることになり、壁面３２で囲われた空間において、また、流出口３６からの流出後において、空調用空気と気化用空気とは互いに混じり合わないようにされている。空調用空気と気化用空気とが混じり合わないようにするため、気化用空気の流出口３６は、さらに上方に延びていてもよい。また、空調用流路１１と気化用流路３１とは、互いに連通していないことが好適である。湿度の高い空気を空調用流路１１や、空調用空気が供給される空調空間に流さないようにするためである。また、流出後の気化用空気が空調空間に流れないようにするため、例えば、気化用空気の流出口３６は、排気のための吸気口などに接続されていてもよい。

【0028】

なお、気化用空気は、上方以外の方向に流出されてもよい。通常、流出される気化用空気の湿度は高くなっており、その結果として、重くなっている。したがって、その観点からは、気化用空気は、下方側に流出されることが好適である。一方、空調装置１が地下鉄で利用される場合には、通常、地下鉄においては上方に排気のための吸気口が設けられているため、その吸気口に向けて気化用空気が流出されることが好適である。したがって、空調装置１が地下鉄で利用される場合には、気化用空気が上方に流出されることが好適である。

【0029】

また、空調用空気と気化用空気が混じり合わないようになっているのであれば、両空気の流出方向は問わない。例えば、空調用空気が上方側に流出され、気化用空気が空調装置１の背面側から流出されてもよい。

【0030】

気化用流路３１の流入口３５の下端側が板状部材４２によって仕切られることによって、貯留槽４１が形成されている。すなわち、貯留槽４１は、板状部材４２と、壁面３２の一部とによって形成されている。貯留槽４１には、吸水材２１に供給される湧水等の水が貯留される。なお、貯留槽４１の水は、吸水材２１で気化することによって減るため、貯留槽４１が溢れないように、また、吸水材２１に供給される水が不足しないように、適宜、貯留槽４１に供給されることが好適である。そのため、例えば、貯留槽４１の水が一定量や、一定の範囲となるように、貯留槽４１に水を供給するポンプ等が制御されてもよい。また、吸水材２１が貯留槽４１の水を吸い上げる場合には、吸水材２１の下端側は、貯留槽４１の水に接触していることが好適である。

【0031】

貯留槽４１の貯留水において、レジオネラ等の雑菌が繁殖する可能性がある場合には、塩素などの殺菌剤が貯留水に投入されてもよい。また、貯留水が湧水である場合には、貯留水に空気が供給されてもよい。その空気の供給は、貯留水に空気が触れることによって自然に行われてもよく、または、エアーポンプなどによってバブリングを行うことによって強制的に行われてもよい。通常、湧水には金属イオンが多く含まれるため、湧水に空気が供給されることによって金属イオンが酸化され、貯留水が酸性になる。その結果、貯留水に存在する雑菌が死滅することになる。

【0032】

なお、本実施の形態では、貯留槽４１が気化用流路３１の下部に気化用流路３１と一体的に設けられる場合について説明したが、貯留槽４１は、別の位置に設けられてもよく、また、気化用流路３１とは別に設けられてもよい。貯留槽４１は、例えば、気化用流路３１の上方側に設けられてもよい。この場合には、貯留槽４１の水が、上方から吸水材２１に供給されてもよい。また、貯留槽４１は、例えば、壁面３２で囲われた空間の外部に設けられてもよい。この場合には、貯留槽４１の水が、別途設けられた流路を介して吸水材２１に供給されてもよい。

【0033】

また、空調用流路１１を形成する導管１２の個数や断面形状は問わない。図４Ａ～図４Ｄは、導管１２のバリエーションについて説明するための空調装置１の正面図である。例えば、空調用流路１１は、図４Ａや図４Ｂ，図４Ｄで示されるように６個の導管１２によって形成されてもよく、図４Ｃで示されるように５個の導管１２によって形成されてもよく、その他の個数の導管１２によって形成されてもよい。また、導管１２の長手方向に直交する平面における断面形状は、例えば、図１や図４Ａで示されるように円形状であってもよく、図４Ｂで示されるように正方形状であってもよく、図４Ｃ，図４Ｄで示されるように矩形状であってもよく、その他の形状であってもよい。導管１２の断面形状が矩形状である場合に、矩形の長辺が上下方向（鉛直方向）となるように複数の導管１２が配置されてもよく（図４Ｃ）、または、矩形の長辺が水平方向（左右方向）となるように複数の導管１２が配置されてもよい（図４Ｄ）。なお、図１や図４Ａ，図４Ｂのように、断面形状が円形状や正方形状の複数の導管１２によって空調用流路１１が形成される場合には、その導管１２の断面形状における直径や一辺は、５センチメートルから１０センチメートルまでなどのように小さくてもよく、または、それ以上の大きさであってもよい。直径や一辺の小さい導管１２を多数用いることによって、空調用流路１１と気化用流路３１との境界の面積をより大きくすることができ、より大きい冷却効果を得ることができる。

【0034】

図４Ａ～図４Ｄでは、説明の便宜上、導管１２の支持構造や吸水材２１を省略しているが、例えば、図４Ａ，図４Ｂで示される空調装置１においては、左側の３個の導管１２と、右側の３個の導管１２とにそれぞれ、１個の吸水材２１が設けられていてもよい。また、図４Ｃで示される空調装置１においては、各導管１２に１個の吸水材２１が設けられてもよく、各導管１２の垂直方向の面ごとに１個の吸水材１２が設けられてもよい。また、図４Ｄで示される空調装置１においては、複数の導管１２に１個の吸水材２１が設けられてもよい。いずれの場合であっても、吸水材２１の下端側は、貯留槽４１に貯留されている水に接するようになっていることが好適である。

【0035】

また、本実施の形態では、空調用流路１１の少なくとも一部が、壁面３２で囲われた空間に存在する場合について説明したが、そうでなくてもよい。空調用流路１１と気化用流路３１は、図５，図６で示される空調装置１のように、周囲を壁面３２で囲われた流路として、隣接して設けられてもよい。なお、図５は、空調装置１を正面側から見た斜視図であり、図６は、空調装置１の背面図である。図５，図６で示される空調装置１では、空調用流路１１も、周囲を壁面３２で囲われた流路として形成されている。また、空調用流路１１と気化用流路３１とを仕切る壁面３２の上面（すなわち、気化用流路３１側）に、吸水材２１が設けられている。したがって、両流路１１，３１を仕切る壁面３２は、熱伝導率の高い材料（例えば、上記した金属や、熱伝導率の高い合成樹脂など）で構成されることが好適である。また、この場合には、気化用流路３１とは別に設けられている貯留槽４１から吸水材２１に水が供給されてもよく、空調装置１は、貯留槽４１を有していなくてもよい。このように、図５，図６で示される空調装置１によっても、気化熱を利用した空調用空気の冷却を行うことは可能であるが、空調用流路１１のうち、一面のみにおいてしか冷却を行うことができない。したがって、図１等で示される空調装置１の方が、より効率的に空調用空気を冷却できるという観点から好適である。また、冷却効率を高めるため、図５，図６で示されるものと同様の空調装置１において、上下方向に、または、水平方向に、空調用流路１１と気化用流路３１とを交互に設けるようにしてもよい。すなわち、空調用流路１１と気化用流路３１とは、隔壁によって互いに隔てられ、交互に配列されており、隔壁の気化用流路３１の面に、吸水材２１が設けられていてもよい。隔壁は、熱伝導率の高い材料で構成されることが好適である。隔壁が矩形状である場合に、隔壁間の距離よりも、矩形状である隔壁の短辺の距離の方が十分長いことが好適である。このようにすることで、上下方向の隔壁、または、水平方向の隔壁で気化熱を利用した冷却を行うことができ、冷却効率をより高めることができるようになる。

【0036】

次に、本実施の形態による空調装置１の冷却機構について簡単に説明する。空調用流路１１の外周面に設けられた吸水材２１に水が供給されているものとする。すると、空調用流路１１の流入口１５、及び気化用流路３１の流入口３５から外気が流入した場合に、気化用流路３１において、吸水材２１の水が気化用空気によって気化され、吸水材２１が気化熱によって冷却されることになる。その結果、空調用流路１１を通過する空調用空気から気化用流路３１側に熱が奪われることになり、空調用空気が冷却される。そのようにして冷却された空調用空気が流出口１６から流出することによって、空調空間が冷房されることになる。一方、吸水材２１の水が気化した水蒸気を含む湿度の高い気化用空気は、流出口３６から排出されるため、空調空間には流入しないことになる。そのため、空調空間の湿度の上昇を回避することができる。本実施の形態による空調装置１を利用することにより、冷房が必要となる気温の高い時期に、冷却された湿度の低い快適な空気を空調空間に提供することができるようになる。

【0037】

次に、本実施の形態による空調装置１の使用方法について、具体例を用いて説明する。ここでは、地下鉄の列車風を用いて空気を冷却する場合について説明する。図７は、地下鉄の駅の一部を示す平面模式図である。列車が図中の白抜き矢印の向きに駅に進入する場合には、図中の列車風の矢印で示される方向に列車風が生じることになる。なお、図７において、空調用流路１１及び気化用流路３１の流入口１５，３５が、列車風の上流側（すなわち、図中の上側）に向けられて、空調装置１が設置されているものとする。そのため、空調用流路１１及び気化用流路３１には流入口１５，３５から列車風が流入することになり、空調用流路１１の流出口１６から、図中の空調用空気の矢印で示される方向に、冷却された空調用空気が排出されることになる。また、図７では図示していないが、気化用空気は、駅の上方側に排出され、吸気口を介して駅の外部に排出されるものとする。その結果、駅のプラットホームには冷却された空調用空気のみが供給されることになり、プラットホームで列車を待っている乗客の快適性を高めることができるようになる。また、列車風を用いているため、空調用空気や気化用空気を流通させるファンなどを用いる必要がなく、省エネルギーの空調を実現することができる。なお、空調装置１は、地下鉄以外の駅で利用されてもよい。例えば、地上のプラットホームの待合室に空調用空気が排出されるようにすることによって、列車風を利用した待合室の冷房を行うこともできる。

【0038】

なお、ここでは、列車風を用いて空調が行われる場合について説明したが、そうでなくてもよい。列車風以外の自然発生的に生じた風を用いて、空調が行われてもよい。また、そのような風がない場合には、ファンなどを動作させることによって、空調用空気と気化用空気が流れるようにしてもよい。その場合でも、空調用流路１１の流入口１５と気化用流路３１の流入口３５との両方が、同一方向を向いていることにより、例えば、１個のファンで両流路１１，３１に空気を供給できることになる。例えば、ビルや地下街などにおいて、外気を導入するためのファンがある場合には、そのファンによる気流が両流入口１５，３５から両流路１１，３１に流入するように、空調装置１が配置されてもよい。

【0039】

以上のように、本実施の形態による空調装置１によれば、気化熱を利用して空調用空気を冷却することができるため、省エネルギーで空調を行うことができるようになる。また、空調用空気と気化用空気とが混じり合わないようにすることによって、空調用空気の湿度の上昇を回避でき、快適な空調用空気を提供することができる。また、流入口１５，３５が同一方向を向いていることによって、各流入口１５，３５を所定の気流の上流側に向けた場合には、両流路１１，３１にそれぞれ空気を流通させることができるようになる。また、空調用流路１１を形成する複数の導管１２の少なくとも一部が壁面３２で囲われた空間に存在するようにすることによって、空調用流路１１と気化用流路３１との境界面積を増やすことができ、効率的に空調用空気を冷却することができるようになる。また、空調用流路１１と気化用流路３１とに列車風が供給されるように空調装置１を配置することによって、空調用空気や気化用空気を供給するためにファンなどを用いなくてもよいことになり、より省エネルギーにすることができる。特に、マンション、ビル、地下鉄、地下通路等の建築工事により湧水が発生する場合には、その湧水を利用して、冷房が必要なときに空調装置１による冷房空調を行うことができる。

【0040】

なお、本実施の形態では、空調装置１が貯留槽４１を有する場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。河川水や海水などの水がポンプによって吸水材２１に直接供給される場合などには、空調装置１は、貯留槽４１を備えていなくてもよい。

【0041】

また、本実施の形態では、気化用流路３１が壁面で囲われた流路である場合について説明したが、そうでなくてもよい。気化用流路３１も、導管によって形成されてもよい。その場合には、例えば、気化用流路３１を形成している導管の直径は、空調用流路１１を形成している導管の直径よりも大きくてもよい。

【0042】

また、本実施の形態において、吸水材２１に湧水が供給される場合には、湧水の温度ができるだけ低くなっていることが好適である。そのため、例えば、本実施の形態による空調装置１が利用されない時期、すなわち気温の低い時期に、夜間の低温の外気を利用することによって、湧水が貯留されている湧水槽を冷却してもよい。そのようにすることで、本実施の形態による空調装置１が利用される時期、すなわち気温の高い時期に、より低温の湧水を用いることができるようになる。

【0043】

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0044】

以上より、本発明による空調装置によれば、気化熱を利用して空気を冷却する場合において、冷却対象の空気の湿度を上げないようにすることができるという効果が得られ、冷房を行う空調装置として有用である。

【符号の説明】

【0045】

１ 空調装置
１１ 空調用流路
１２ 導管
１５、３５ 流入口
１６、３６ 流出口
２１ 吸水材
３１ 気化用流路
３２ 壁面
４１ 貯留槽

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7】