JPH0961029A - 冷却塔 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽エネルギを利用して外気の温度や湿度等
に影響を受けずに、冷風を確実に供給できる冷却塔を提
供すること。 【構成】 冷却塔２は、太陽電池パネル１６が取着され
た塔体４を備え、太陽電池パネル１６で発電された電気
は蓄電池１８に蓄えられる。そして、冷気吹出口１４の
近傍に人が来ると、ポンプ３６の駆動により水が水蒸発
部材１０の上部に散水され、水が水蒸発部材１０上で下
方に流動する。また、ファン２４の駆動により空間部６
には上方から下方に向かう空気流れが作られ、この空気
流れにより外気が水蒸発部材１０を通過して空間部６に
吸い込まれる。そして、外気が水蒸発部材１０を通過す
る際に気化熱により冷却され、冷気となって空間部６に
至り、冷気吹出口１４の近傍に人がいる間、冷気吹出口
１４から塔体４の外部に冷風として吹き出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオフィスビルの中
庭、遊歩道、野外広場の休憩所等のような屋外に設置さ
れて好適な冷却塔に関する。

【０００２】

【従来の技術】オフィスビルの中庭や遊歩道、あるいは
野外広場の休憩所等で一定の場所だけ夏の暑さを抑えよ
うとする場合、一般に、植物等で日陰を作る程度のこと
しかなされない。これは、屋内と比較した場合、屋外で
は、その空間が開放されているため、電動式のクーラー
等では能力的に限界があるためである。そこで、このよ
うな野外での暑さを抑えるものとして、一定の場所に冷
気を吹き出させる冷却塔が知られている。

【０００３】この冷却塔は砂漠地帯等で使用されている
もので、地盤側から立設された塔体を備え、塔体の内部
には上下にわたって空間部が設けられている。この塔体
の上部には外気導入口が設けられ、外気導入口に水蒸発
部材が取着され、水蒸発部材には水が供給される。そし
て、外気が水蒸発部材を通過する時に冷却されて外気導
入口から前記空間部に至り、冷却され比重が大きくなっ
た冷気は自重により前記空間部の下部に流れ、塔体下部
の吹き出し口から冷気が吹き出される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷却塔では、冷気の自重により塔体の内部に空気の流れ
を作る方式であるため、砂漠等のような外気温度が非常
に高く且つ乾燥している地域以外は、塔体内部に冷気の
流れを生じさせることが余り期待できず、冷風を確実に
供給することができない。

【０００５】一方、光エネルギを電気エネルギに変換す
る太陽電池の普及は、地球温暖化問題等の地球環境問題
を解消する観点から、積極的に取り組まなければならな
い重要な課題の一つとなっている。そして、太陽電池の
中でも、アモルファス太陽電池が、エネルギ変換効率が
結晶系の太陽電池に較べて若干劣るものの、軽量で、量
産化に適し、コスト的に安いことから注目を集めてい
る。この太陽電池を利用して電気エネルギを得ようとす
る場合、従来では、屋上等に架台を設置し、この架台に
太陽電池を配置するようにしている。そのため、太陽電
池を利用して電気エネルギを得ようとすると、太陽電池
専用の架台を必要とし、また、架台を設置するスペース
を確保する必要があり、費用の点やスペースの点で問題
があった。

【０００６】本発明はこれら冷却塔及び太陽電池に着目
して案出されたものであって、本発明の目的は、何ら専
用の設置スペースを確保することなく太陽電池パネルを
設置し、太陽エネルギを利用して外気の温度や湿度等に
影響を受けずに、冷風を確実に供給できる冷却塔を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明に係る冷却塔は、上下長さを有する塔体と、前記
塔体の内部の上下にわたって設けられた空間部と、前記
塔体の上部に設けられ塔体の外部と前記空間部を連通す
る外気導入口と、前記外気導入口に設けられ外気の塔体
内への流通を可能とした水蒸発部材と、前記水蒸発部材
に水を供給する水供給手段と、前記塔体の下部に設けら
れ前記空間部と塔体の外部を連通する冷気吹出口と、前
記塔体の外面に取着された太陽電池パネルと、前記太陽
電池パネルに生じた電気により駆動され、前記塔体の内
部で上方から下方に空気の流れを生じさせるファンとを
備えることを特徴とする。

【０００８】また、本発明は、前記太陽電池パネルで生
じた電気を蓄電する蓄電池と、前記冷気吹出口の近傍に
人がいるか否かを検出するセンサと、前記センサからの
信号に基づいて前記蓄電池の電力をファンに供給する制
御装置とを備えることを特徴とする。また、本発明は、
前記水供給手段が水タンクと、前記水蒸発部材の上部に
配設された散水管と、前記水タンク内の水を散水管に供
給するポンプを含んで構成され、前記ポンプは、前記太
陽電池パネルに生じた電気により駆動されることを特徴
とする。また、本発明は、前記水供給手段が水タンク
と、前記水蒸発部材の上部に配設された散水管と、前記
水タンク内の水を散水管に供給するポンプを含んで構成
され、前記ポンプは前記蓄電池の電力により回転駆動さ
れることを特徴とする。また、本発明は、前記塔体が上
下に縦長の直方体状に形成され、前記太陽電池パネルは
塔体の上面と側面に配設されていることを特徴とする。

【０００９】本発明では、太陽電池パネルで発電された
電気によりファンが駆動される。ファンの駆動により空
間部には上方から下方に向かう空気流れが作られ、この
空気流れにより外気が水蒸発部材を通過して空間部に吸
い込まれる。そして、外気が水蒸発部材を通過する際に
気化熱により冷却され、冷気吹出口から冷風となって吹
き出される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１は実施例に係る冷却塔の斜視図、
図２は同断面正面図を示す。２は冷却塔で、冷却塔２は
地上に立設された塔体４と、塔体４の内部に設けられた
空間部６と、塔体４の上部に設けられた外気導入口８
と、外気導入口８に設けられた水蒸発部材１０と、水蒸
発部材１０に水を供給する水供給手段１２と、塔体４の
下部に設けられた冷気吹出口１４と、太陽電池パネル１
６、蓄電池１８（図４参照）、センサ２０、制御装置２
２、ファン２４等で構成されている。

【００１１】塔体４は平面視矩形で、実施例では、上下
に長い直方体状に形成されている。尚、塔体４の形状は
円筒状や円錐状、角錐状に形成する等任意である。塔体
４は直方体の枠状に形成された枠フレーム４０２を備
え、前記外気導入口８は塔体４の各側面の上部に形成さ
れ、前記冷気吹出口１４は北側に臨む側面をなすパネル
の下部に形成されている。前記センサ２０は、冷気吹出
口１４の近傍に人がいるか否かを検出するもので北側に
臨む側面に設けられている。センサ２０としては、光電
式や超音波式等、従来公知のものが用いられる。前記外
気導入口８の下方箇所で東側と南側と西側に臨む塔体４
の３つの側面と、上面には、発泡ウレタン製の板等から
なる断熱材２６を介して前記太陽電池パネル１６が取着
され、前記パネルの内側にも断熱材２６が取着され、こ
れら断熱材２６の内側で塔体４の上下にわたり前記空間
部６が形成されている。前記ファン２４は、塔体４の空
間部６内で前記外気導入口８の下縁よりも僅かに低い箇
所に配置され、支持部材を介して前記枠フレーム４０２
で支持されている。このファン２４の回転駆動により外
気が外気導入口８から空間部６内に吸い込まれる。

【００１２】前記外気導入口８には、外気の塔体４内へ
の流通を可能とした水蒸発部材１０が取り付けられてい
る。水蒸発部材１０は、塔体４の内部への空気の流動を
許容すると共に、その上部に水を供給したとき、下部に
至る間に水が効率良く気化できる構造で形成され、例え
ば、合成樹脂材をスリット状に、あるいは、メッシュ状
等に形成することで構成することができる。

【００１３】前記水供給手段１２は水蒸発部材１０の上
部へ水を供給するもので、水蒸発部材１０の上部に配設
した散水管３０、水タンク３２、水タンク３２内の水を
散水管３０に供給する配管３４、ポンプ３６等により構
成されている。すなわち、ポンプ３６の駆動により水タ
ンク３２内の水が散水管３０から水蒸発部材１０の上部
に散水され、散水された水は水蒸発部材１０を伝って下
方に流動し、外気導入口８から空間部６に吸い込まれる
外気が水蒸発部材１０を通過する際にその一部が気化
し、同時に、この気化熱により外気が冷却され冷気とな
って空間部６に導入され、また、気化されなかった水
は、水蒸発部材１０の下部に配設された水収容部材３８
に収容され、配管４０を介して水タンク３２に戻され、
水タンク３２内の水が循環して使用される。散水管３０
は、管体の下面に多数の孔を形成することで構成され、
水収容部材３８は上部が開放された断面が逆Ｕ字状の部
材で構成することができ、水収容部材３８の底部と水タ
ンク３２が前記配管４０により連結されている。

【００１４】尚、水蒸発部材１０を通過することで水が
気化し、水タンク３２内の水量は徐々に減少するが、こ
の水量の減少に対しては、例えば、定期的に給水するよ
うにしてもよいし、あるいは、水タンク３２内の水位の
上限位置と下限位置を検出するスイッチを設け、水タン
ク３２と水道管とを電磁弁等を介して連結し、水タンク
３２内の水位が下限位置に下がった時に、上限位置まで
水を自動的に給水するようにしてもよい。

【００１５】前記太陽電池パネル１６はアモルファス太
陽電池パネルで、アモルファス太陽電池パネル１６は、
図３に示すように、ステンレス基板１６１１を含んでい
る。このステンレス基板１６１１は、その厚さが例えば
０．１６５mmであり、−電極としての機能も果たしてい
る。ステンレス基板１６１１上にはアモルファス・シリ
コン層１６１３が形成され、このアモルファス・シリコ
ン層１６１３はアモルファス太陽電池を構成するために
必要なＰ層、Ｉ層、Ｎ層を含む公知の多層構造で形成さ
れている。アモルファス・シリコン層１６１３の上には
透明電極１６１５が形成され、この透明電極１６１５は
＋電極としての機能を果たしている。

【００１６】ステンレス基板１６１１の下と透明電極１
６１５の上にはフッソ樹脂がコーティングされて防護層
１６１７，１６１９が形成され、これら防護層１６１
７，１６１９の厚さは例えば１．０mmであり、透明電極
１６１５の上の防護層１６１９は、光透過性を有するフ
ッソ樹脂で形成されている。透明電極１６１５及び防護
層１６１９の側が、このアモルファス太陽電池パネル１
６の受光面（表面）１６Ａであり、ステンレス基板１６
１１及び防護層１６１７の側が、このアモルファス太陽
電池パネル１６の背面１６Ｂである。前記アモルファス
太陽電池パネル１６の背面１６Ｂには、更に、このアモ
ルファス太陽電池パネル１６を前記断熱材２６の表面に
密着させ易いように合成樹脂製の下地層１６２１が形成
されている。アモルファス太陽電池パネル１６は、下地
層１６２１を除いた部分の厚さが３mm以下であり、ある
程度の可撓性を備え、また、下地層１６２１も可撓性を
備えていることから、断熱材２６の表面に対する密着性
に優れている。アモルファス太陽電池パネル１６は塔体
４の側面に対応した矩形を呈し、その取り付けは、４辺
部分を枠フレーム４０２に取着することで行ってもよ
く、あるいは、断熱材２６を枠フレーム４０２に固定し
ておき、この断熱材２６上に固定することで行ってもよ
い。

【００１７】前記アモルファス太陽電池パネル１６の端
部には、透明電極１６１５（＋電極）とステンレス基板
１６１１（−電極）にそれぞれ接続するリード線１６３
０が設けられ、これらリード線１６３０を介してアモル
ファス太陽電池パネル１６は前記制御装置２２に接続さ
れている。

【００１８】前記制御装置２２は、図４に示すように、
アモルファス太陽電池パネル１６の発電状況に応じてア
モルファス太陽電池パネル１６から得られる電力を蓄電
池１８に蓄えるための充電制御回路２２０２と、センサ
２０からの信号に基づいて冷気吹出口１４の近傍に人が
いる間、蓄電池１８の電力をファン２４のモータ及びポ
ンプ３６のモータに供給し続ける電力供給回路２２０４
等を備え、制御装置２２は制御ボックス２２０６（図２
参照）に収納されている。尚、これらの蓄電池１８、充
電制御回路２２０２、それに電力供給回路２２０４に
は、公知の様々な構成のものを使用することができ、特
に電力供給回路２２０４は、蓄電池１８と、ファン２４
及びポンプ３６の各モータとの間に配設した電流制御用
のサイリスタ等のスイッチング素子と、このスイッチン
グ素子を駆動する駆動回路と、適当なインターフェース
を介してこの駆動回路を制御するＣＰＵとを含んで構成
することが可能である。

【００１９】次に、作用について説明する。日中、アモ
ルファス太陽電池パネル１６で発電された電気は蓄電池
１８に蓄えられる。そして、冷気吹出口１４の近傍に人
が来るとセンサ２０により検知され、制御装置２２を介
して蓄電池１８の電力がポンプ３６及びファン２４に供
給され、ポンプ３６及びファン２４が駆動される。ポン
プ３６の駆動により水タンク３２内の水が配管３４を介
して散水管３０に供給され、水蒸発部材１０の上部に散
水され、水が水蒸発部材１０上で下方に流動する。ま
た、ファン２４の駆動により空間部６には上方から下方
に向かう空気流れが作られ、この空気流れにより外気が
水蒸発部材１０を通過して空間部６に吸い込まれる。そ
して、外気が水蒸発部材１０を通過する際に気化熱によ
り冷却され、冷気となって空間部６に至り、冷気吹出口
１４の近傍に人がいる間、冷気吹出口１４から塔体４の
外部に冷風として吹き出される。また、水蒸発部材１０
を流動する際に気化されなかった水は水収容部材３８に
収容され配管４０を介して水タンク３２に戻され、循環
して使用される。

【００２０】本実施例によれば、塔体４の内部で空気の
流れを強制的に作るようにしたので、温度、湿度の如何
に拘らず、冷気吹出口１４から冷風を確実に吹き出させ
ることができる。しかも、ファン２４及びポンプ３６の
駆動は太陽エネルギを利用して行うのでコストを掛ける
ことなく上記の効果を達成できる。また、冷却塔２はも
ともと塔体４を備えるものであり、実施例では太陽電池
パネル１６を貼って塔体４を構成するようにしたので、
従来のような太陽電池専用の架台は不要となり、太陽電
池パネル１６を設置するための専用スペースを確保する
ことなく、太陽エネルギを簡単に得ることができる。

【００２１】尚、実施例では、蓄電池１８、センサ２
０、制御装置２２を設けて冷気吹出口１４の近傍に人が
いる場合にファン２４やポンプ３６を駆動させるように
したが、これら蓄電池１８、センサ２０、制御装置２２
を設けずに、日中、ファン２４とポンプ３６を常時回転
駆動させるように構成することも無論可能である。ま
た、実施例ではポンプ３６及び水タンク３２を用いて水
を循環して使用する場合について説明したが、水を循環
させず、例えば、水道水を利用して水を、常時、水蒸発
部材１０に供給するようにした場合にはポンプ３６及び
水タンク３２は不要となる。また、人がいる時のみに水
道水を水蒸発部材１０に供給する場合には、水道管と水
蒸発部材１０との間の配管に、センサ２０の信号に基づ
いて開閉する電磁弁を介設すればよい。また、水蒸発部
材１０の下縁に至った水は、例えば、空間部６の内面全
面にわたり板を貼り、この板上を案内として下方に移動
させ、この板上を流れる水を回収して水タンク３２に戻
すようにしてもよく、あるいは、回収せずに次の箇所、
例えば、池等に流入させるようにしてもよい。また、実
施例では、太陽電池パネルがアモルファス（非晶質）太
陽電池パネルである場合について説明したが、本発明
は、結晶系の太陽電池パネルにも無論適用される。

【００２２】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明に係
る冷却塔は、上下長さを有する塔体と、前記塔体の内部
の上下にわたって設けられた空間部と、前記塔体の上部
に設けられ塔体の外部と前記空間部を連通する外気導入
口と、前記外気導入口に設けられ外気の塔体内への流通
を可能とした水蒸発部材と、前記水蒸発部材に水を供給
する水供給手段と、前記塔体の下部に設けられ前記空間
部と塔体の外部を連通する冷気吹出口と、前記塔体の外
面に取着された太陽電池パネルと、前記太陽電池パネル
に生じた電気により駆動され、前記塔体の内部で上方か
ら下方に空気の流れを生じさせるファンとを備える構成
とした。そのため、太陽電池パネル専用の設置スペース
を何ら確保することなく太陽エネルギを得ることがで
き、太陽エネルギにより、外気の温度や湿度等に影響を
受けずに、冷風を確実に供給できる冷却塔を提供でき、
特に、オフィスビルの中庭、遊歩道、野外広場の休憩所
等のような屋外に設置されて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷却塔の斜視図である。

【図２】冷却塔の断面正面図である。

【図３】アモルファス太陽電池パネルの断面図である。

【図４】センサ、蓄電池、太陽電池パネル、制御装置、
ポンプ、ファンの接続関係を示すブロック図である。

【符号の説明】

２ 冷却塔 ４ 塔体 ６ 空間部 ８ 外気導入口 １０ 水蒸発部材 １２ 水供給手段 １４ 冷気吹出口 １６ 太陽電池パネル １８ 蓄電池 ２０ センサ ２２ 制御装置 ２４ ファン ３２ 水タンク ３６ ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下長さを有する塔体と、 前記塔体の内部の上下にわたって設けられた空間部と、 前記塔体の上部に設けられ塔体の外部と前記空間部を連
   通する外気導入口と、 前記外気導入口に設けられ外気の塔体内への流通を可能
   とした水蒸発部材と、 前記水蒸発部材に水を供給する水供給手段と、 前記塔体の下部に設けられ前記空間部と塔体の外部を連
   通する冷気吹出口と、 前記塔体の外面に取着された太陽電池パネルと、 前記太陽電池パネルに生じた電気により駆動され、前記
   塔体の内部で上方から下方に空気の流れを生じさせるフ
   ァンと、 を備えることを特徴とする冷却塔。
2. 【請求項２】 前記太陽電池パネルで生じた電気を蓄電
   する蓄電池と、前記冷気吹出口の近傍に人がいるか否か
   を検出するセンサと、前記センサからの信号に基づいて
   前記蓄電池の電力をファンに供給する制御装置とを備え
   る請求項１記載の冷却塔。
3. 【請求項３】 前記水供給手段は水タンクと、前記水蒸
   発部材の上部に配設された散水管と、前記水タンク内の
   水を散水管に供給するポンプを含んで構成され、前記ポ
   ンプは、前記太陽電池パネルに生じた電気により駆動さ
   れる請求項１記載の冷却塔。
4. 【請求項４】 前記水供給手段は水タンクと、前記水蒸
   発部材の上部に配設された散水管と、前記水タンク内の
   水を散水管に供給するポンプを含んで構成され、前記ポ
   ンプは前記蓄電池の電力により回転駆動される請求項２
   記載の冷却塔。
5. 【請求項５】 前記塔体は上下に縦長の直方体状に形成
   され、前記太陽電池パネルは塔体の上面と側面に配設さ
   れている請求項１記載の冷却塔。