JP4282033B2

JP4282033B2 - 噴霧と空気の混合促進装置

Info

Publication number: JP4282033B2
Application number: JP01153599A
Authority: JP
Inventors: 富夫緒方
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: JP2000202333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般の建造物で使用される空気調和設備において、水噴射方式によって空気に加湿して湿度を調節する場合に利用される。
【０００２】
【従来の技術】
水噴射方式による加湿装置は、蒸気発生装置を必要とせず低動力ですむという利点はあるが、噴霧の拡散範囲が狭く、空気と混合されにくい不都合がある。従来、噴霧を平吹きする手段としては産業プロセス用の噴霧器として、例えば実開平４−１３４４５２号公報に示されるように、ノズルから噴出する噴霧の両側に、平吹き用の空気ノズルを設け、両空気ノズルから噴出する空気によって前記噴霧を扁平に拡げるものが知られている。しかし、この従来装置においては、噴霧の拡散幅、到達距離はそれほど大きくはなく、規模の大きい設備における加湿用としては能力が不足する。これに比べて、工場、居住域などに用いる加湿装置にあっては、供給する大量の空気流に均一に湿分が拡散することが求められている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、水噴射方式において、加湿能力を増大すると共に、加湿空気の拡散範囲を増大することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、請求項１に記載したとおり、噴霧ノズルの周囲に、先端に空気ノズルを設けた複数本の空気吐出管が配置され、前記各空気ノズルは噴霧ノズルを中心とする円上において略接線方向を向き、かつ噴霧方向に向くことなく、噴霧ノズルからの噴霧に対してらせん角を形成し、前記噴霧ノズルから出る噴霧と各空気ノズルから出る空気流をらせん状に流動させながら周囲空気と混合して拡散された旋回加湿気流を発生させることを特徴とする。この手段によれば、噴霧ノズルから噴出した霧の水滴は、空気吐出管の空気ノズルから出る空気とらせん状に旋回しながら混合し旋回加湿気流となって広く拡散する。
【０００５】
また、他の手段は、請求項２に記載したとおり、請求項１において、空気が供給される空気室を噴霧ノズルの背後に設け、前記空気吐出管を該空気室の前面から分岐して設けたことを特徴とする。この手段によれば、多数の空気吐出管を容易に設けることができ、霧の水滴が加湿対象空気に接触する機会を多くして混合を促進させることができる。
さらに、他の手段は、請求項３に記載したとおり、請求項１又は２において、前記噴霧ノズルは、水管から水を供給され、かつ圧縮空気管から圧縮空気を供給され、前記空気ノズルは、給気管から２０〜１００ｍｍＨｇの空気を供給されることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の方法によって発生した旋回加湿気流が拡散する状態を示し、図中１は噴霧と空気の混合促進装置であり、２は該装置１にあって噴霧を発生する噴霧ノズル、３は該噴霧ノズル２に水を供給する水管、４は圧縮空気管であり、霧化のために３気圧程度の圧縮空気が供給される。噴霧ノズル２の背後には該ノズル２の中心線Ｏと同心にリング状の空気室が設置され、給気管５ａから２０〜１００ｍｍＨｇ程度の圧力の空気の供給を受けている。空気室５の前面には、６本の空気吐出管６が突設され、その先端の空気ノズル７から出た空気がらせん状に放出される。したがって、噴霧ノズル２から出た噴霧Ｓ₁は、各空気ノズル７から出た空気流及び該空気流で誘引される周囲空気と混合してらせん状に流れ、低濃度の旋回加湿気流Ｓ₂となる。この空気室５は、空調される室内の適宜の構造物８に取付けられる。
【０００７】
図２（ａ）（ｂ）は前記混合促進装置１の詳細図で、噴口２ａの内側に水通路２ｂと空気通路２ｃが同心に形成され、噴口２ａの内方で水と空気が混合して噴霧Ｓ₁となって放出される。また、空気室５の前面５ｂには６本の空気吐出管６が等角度間隔で取付けられている。該空気吐出管６は、湾曲した形状が維持できる可撓管、又は予め一定の湾曲形状に形成された剛性管で作られ、先端に先細の空気ノズル７が設けられている。
【０００８】
該空気ノズル７は、図２（ｂ）に矢印Ａ₁で示すように正面視で噴霧ノズル２を中心とする円上で略接線方向を向き、且つ側面視で図２（ａ）に示すように前方に向けられてらせん角を形成し、各空気ノズル７から出る空気は相互に干渉してらせん状の旋回流となって流れる。空気ノズル７は、図２（ｃ）に示す円錐形ノズル７ａ又は十字形ノズル７ｂのように先細に形成される。
【０００９】
前記水管３と圧縮空気管４は、空気室５に固定具９によって取付けられ、該固定具９において９ａは水管３と圧縮空気管４をねじ９ｂに固定するためのクランプ、９ｃは空気室５に固定したブラケット、９ｄはロックナットで、クランプ９ａ、ロックナット９ｄを調節して噴霧ノズル２を適位置に固定する。
【００１０】
以上の構成であるから、噴霧ノズル２から中心線Ｏの方向に噴霧Ｓ₁が噴出し、各空気ノズル７から高速気流Ａ₁が斜めに旋回方向に噴出する。そして各高速気流Ａ₁は、全体的にらせん状の旋回流を形成するように作用し、また該高速気流Ａ₁に誘引されて誘引気流Ａ₂，Ａ₃が発生して一緒に流れる。この結果、噴霧Ｓ₁は前記気流Ａ₁，Ａ₂，Ａ₃と合流して撹拌され、霧の水滴が微細化されながら低濃度の旋回加湿気流Ｓ₂となって拡散幅を増大させながら流れるから、広範囲の空気が加湿される。このとき、旋回流によって霧と加湿対象空気との速度の差が大きくなり、撹拌・混合・拡散が促進される。
【００１１】
なお、前記形態では、空気吐出管６を６本設けているが、該空気吐出管６の数は、これに限ることなく複数本あればよく、旋回流が形成し易く空気噴出管６を配置し易い数を選択すればよい。また、該空気吐出管を使用せず、空気室５の前面にリング状に開口する吹出口を突設し、該吹出口内に円周方向に傾斜した案内板を多数設け、該案内板によって旋回流を発生させるようにしてもよい。
【００１２】
次に図３は、空気室５を前記のリング状のものに代えて、円筒部５ｂとテーパー部５ｃを一体にした構造とし、テーパー部５ｃに給気管としてベローズ管５ｄを接続したものである。この装置は、ベローズ管５ｄを撓ませて噴霧の送出方向を任意に変えることができる。
【００１３】
以上の説明から、前記混合促進装置１は、従来の噴霧ノズルに比べて拡散範囲が増大することは明らかであるが、該装置１と送風機を組合わせることにより拡散範囲を更に拡げることができる。図４は噴霧ノズルと混合促進装置の単純な比較を示し、このうち（ａ）には、従来の噴霧ノズルＮによる噴霧Ｓ₁が示され、（ｂ）には装置１で発生する旋回加湿気流Ｓ₂が示される。噴霧Ｓ₁は、噴出直後は空気との混合が少ないため小さい開き角で流れ、長距離噴出させなければ拡散、混合が進まない。これに対して本発明の混合促進装置１は、空気ノズル７から空気流を旋回流として積極的に加えるので、図４（ｂ）に示すように短距離の噴出で拡散、混合が充分に行なわれた旋回加湿気流Ｓ₂が発生する。
【００１４】
図５は、前記のように送風機を組合わせて噴霧Ｓ₁，加湿気流Ｓ₂に向い風状の気流Ｗを当てた場合を示し、図５（ａ）の噴霧Ｓ₁は、気流Ｗで反転して流されても拡散の程度は少ないが、図５（ｂ）の混合促進装置１にあっては、気流Ｗと旋回流の相乗効果で拡散作用が促進され、短い拡散距離で充分に微細化される。
【００１５】
図６は、噴霧Ｓ₁及び旋回加湿気流Ｓ₂に直角の気流Ｗを当てた状態を示し、図６（ａ）の噴霧Ｓ₁の拡散は、図５（ａ）のものと同程度に小さいが、図６（ｂ）においては、気流Ｗによって、加湿気流Ｓ₂は、図５（ｂ）と同様に短い距離で広範囲に拡散する。
【００１６】
前記混合促進装置１は、大空間を有する工場、居住域等の内部に設置できるが、小型化することにより、空調・換気ダクトの中や空調機の機内にも設置することができ、クリーンルームの床下チャンバ内に設置するにも好適である。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の手段によれば、噴霧ノズルから出る霧が、空気ノズルから出てらせん状に流れる空気流及びこれによって誘引される空気流によって噴霧ノズルに直近で撹拌が起こり、気流の渦が成長することで短時間、小領域で撹拌混合が行なわれて、旋回加湿気流となるから、空気を広範囲に加湿できる効果がある。また請求項２の手段によれば、一つの噴霧ノズルについて多数の空気吐出管及び空気ノズルを同心に任意の方向に向けて設置できるから、大量の加湿空気を容易に発生させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の斜視図
【図２】同じく要部詳細図
【図３】他の実施の形態の斜視図
【図４】従来装置との作用比較図
【図５】向い風の気流を当てたときの比較図
【図６】横風の気流を当てたときの比較図
【符号の説明】
１混合促進装置２噴霧ノズル
３水管４圧縮空気管
５空気室６空気吐出管
７空気ノズルＳ₁噴霧
９₂旋回加湿気流

Claims

噴霧ノズルの周囲に、先端に空気ノズルを設けた複数本の空気吐出管が配置され、前記各空気ノズルは噴霧ノズルを中心とする円上において略接線方向を向き、かつ噴霧方向に向くことなく、噴霧ノズルからの噴霧に対してらせん角を形成し、前記噴霧ノズルから出る噴霧と各空気ノズルから出る空気流をらせん状に流動させながら周囲空気と混合して拡散された旋回加湿気流を発生させることを特徴とする、噴霧と空気の混合促進装置。
請求項１において、空気が供給される空気室を噴霧ノズルの背後に設け、前記空気吐出管を該空気室の前面から分岐して設けたことを特徴とする、噴霧と空気の混合促進装置。
請求項１又は２において、前記噴霧ノズルは、水管から水を供給され、かつ圧縮空気管から圧縮空気を供給され、前記空気ノズルは、給気管から２０〜１００ｍｍＨｇの空気を供給されることを特徴とする、噴霧と空気の混合促進装置。