(57)【要約】【課題】大空間中の空気調和において、限定された空間に対し、風圧による影響を極力抑制し、かつ圧力の過渡的な変化などの外乱の影響を受けにくくした流体搬送装置を提供することを目的とする。【解決手段】一方に吹出口２２を有し、吹出口２２から流体を一方向に吹出す流体搬送装置であって、筒状の筐体２１と、筐体２１内に設けられ、断続的に渦輪状に流体を前記一方向に放出するノズル部３と、ノズル部３の吐出口３１を囲むように設けられ、筐体２１の流体を連続的に、かつ、前記一方向に噴出するスリット１０を筐体２１の吹出口２２側に有するという構成により、大空間中の限定された空間だけに成層空調を得ることができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に吹出口を有し、前記吹出口から流体を一方向に吹出す流体搬送装置であって、
筒状の筐体と、
前記筐体内に設けられ、断続的に渦輪状に流体を前記一方向に放出するノズル部と、
前記ノズル部の吐出口を囲むように設けられ、前記筐体の流体を連続的に、かつ、前記一方向に噴出するスリットを前記筐体の前記吹出口側に有する流体搬送装置。
【請求項２】
前記ノズル部は、前記渦輪を創り出すアクチュエータを有し、
前記アクチュエータは、ケーシングと流体押し出し部と流体押し出し駆動部から構成され、
前記流体押し出し駆動部は、前記流体押し出し部を前記ノズル部の前記吐出口方向に稼動させることにより前記吐出口より渦輪状の流体を空間内に放出する請求項１記載の流体搬送装置。
【請求項３】
前記ケーシングの側面に弁を設け、
前記ノズル部に前記弁を通じて前記筐体内の流体を前記ケーシング内部に導入する請求項１または２記載の流体搬送装置。
【請求項４】
前記弁は逆止弁とした請求項３記載の流体搬送装置。
【請求項５】
前記逆止弁は、電磁弁とした請求項３記載の流体搬送装置。
【請求項６】
前記スリットの形状を円環状にすることを特徴とした請求項１〜５いずれかひとつに記載の流体搬送装置。
【請求項７】
前記筐体内に複数の前記ノズル部を有した請求項１〜６いずれかひとつに記載の流体搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷暖房などの目的で空気などの流体を効率よく搬送するための流体搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和を目的とした流体噴出ノズルが多く利用されている。これらのノズルは、冷暖房が必要な箇所を狙い、そのノズルの噴出口から空気を連続的に噴流状に吹きだす構成となっていることが多い。
【０００３】
空気調和としての他の流体搬送手段としては、成層空調システムがある。このシステムは、冷房が必要な空間の下部（居住域）に空気をゆっくりとした給気速度（一般的には０．２ｍ／ｓ以下）で供給することで、居住域である下部のみを空気調和する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４００６１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の流体噴出ノズルを利用した場合、たとえば人に直接噴流があたり、その流速による風圧の体感や耳元での風切音の発生により不快に感じてしまうことがある。また、たとえば工場の空気調和において、その噴流到達箇所に風圧の影響を避けるべき製造品や製造装置、液体などがある場合は、他の流体搬送手段が必要となる。
【０００６】
また、他の流体搬送手段である成層空調システムの場合、上述の流体噴出ノズルの風圧に伴う課題を解決することができる。しかし、成層空調システムは、たとえば工場のシャッターなどを開けるなどにより空間内の圧力の過渡的な変化が発生すると、居住域に滞留している気体が流出してしまう。その場合、再度適切な温度・湿度になるまでの時間とエネルギーの損失が生じてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、工場等の大空間中の空気調和において、限定された空間に対し、風圧による影響を極力抑制し、かつ圧力の過渡的な変化などの外乱の影響を受けにくくした流体搬送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】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明の流体搬送装置は、流体を放出するノズル部と、そのノズル部に接続されるアクチュエータを有し、そのアクチュエータを断続的に稼動させることにより前記ノズル部より渦輪状の流体を断続的に放出し、その前記ノズル部を囲うように流体を噴出するスリットを設け、そのスリットから連続的に流体を噴出するという構成により、所期の目的を達成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、アクチュエータが駆動することにより、ノズル部より渦輪が放出され、その渦輪で構成される空気調和された流体が、周囲空気とあまり混合すること無く遠方に搬送され、かつ、渦輪の流体を取り囲むようにスリット状の流体を噴出することによりいわゆるエアカーテンの効果を発揮させ、スリット状噴流の外側の圧力などの過渡的な変化に伴う外乱の影響がスリット状噴流の内側の流れ場に及びにくくすることができる。す
なわち、大空間中の空気調和において、限定された空間に対して成層空調を実現するために、風圧による影響や圧力の過渡的な変化などの外乱の影響を受けにくくした流体搬送装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１の流体搬送装置の概略図
【図２】本発明の実施の形態１の流体搬送装置の断面構造図
【図３】本発明の実施の形態１の流体搬送装置の断面構造図
【図４】本発明の流体搬送装置の概念図
【図５】本発明の流体搬送装置の適用例を示す説明図
【図６】本発明の実施の形態２の流体搬送装置の概念図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明にかかる流体搬送装置は、一方に吹出口を有し、前記吹出口から流体を一方向に吹出す流体搬送装置であって、筒状の筐体と、前記筐体内に設けられ、断続的に渦輪状に流体を前記一方向に放出するノズル部と、前記ノズル部の吐出口を囲むように設けられ、前記筐体の流体を連続的に、かつ、前記一方向に噴出するスリットを前記筐体の前記吹出口側に有するものである。
【００１２】
そして、前記ノズル部は、前記渦輪を創り出すアクチュエータを有し、前記アクチュエータは、ケーシングと流体押し出し部と流体押し出し駆動部から構成され、前記流体押し出し駆動部は、前記流体押し出し部を前記ノズル部の前記吐出口方向に稼動させることにより前記吐出口より渦輪状の流体を空間内に放出してもよい。
【００１３】
このような構成により、エアカーテンで囲まれた複数の渦輪を構成することができるので、エアカーテン効果の内側の閉空間はその外側の外乱の影響を受けにくくすることができ、大空間の中の限定された空間だけに成層空調の効果が得られるような空気調和を提供することができる。
【００１４】
また、前記ケーシングの側面に弁を設け、前記ノズル部に前記弁を通じて前記筐体内の流体を前記ケーシング内部に導入してもよい。
【００１５】
そして、前記弁は逆止弁としてもよい。
【００１６】
このような構成により、流体搬送装置に空気調和された空気を送ることにより、流体搬送装置は、空調された渦輪と空調された噴流を空間に放出することができる。
【００１７】
また、前記逆止弁は、電磁弁としてもよい。
【００１８】
また、前記スリットの形状を円環状にしてもよい。これにより、本発明の流体搬送装置をコンパクトに製作することが可能となる。
【００１９】
また、前記筐体内に複数の前記ノズル部を有する構成としてもよい。これにより、エアカーテン効果の内側の空間を大きくすることできるので、大空間の中において少し広い空間に対し成層空調の効果が得られるような空気調和を提供することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１に示すように、本発明の一実施形態となる流体搬送装置１は、空調ダクト２に接続されている。すなわち、本実施の形態において、流体搬送装置１は、空調空気の吹出し口
となっている。図２は、流体搬送装置１の断面図である。流体搬送装置１は、全体としてほぼ筒状の筐体２１を有している。そして、流体搬送装置１は、筒状の筐体の一方の開口を空調ダクト２に接続し、他方の開口を吹出口２２としている。本実施の形態では、流体搬送装置１の筐体２１は、空調ダクト２側の径が大きく、吹出口２２側の径が小さくなるような円錐台形をしている。
【００２１】
流体搬送装置１の筐体２１の中央部には、ノズル部３が設けられている。ノズル部３は、流体搬送装置１の筐体２１と同軸にした円筒形状のケーシング５を有し、吹出口２２側に吐出口３１を有している。ノズル部３は、アクチュエータ４を備えている。アクチュエータ４は、ケーシング５と流体押し出し部６、流体押し出し駆動部７より構成され、全体としてエアシリンダのような構成となっている。流体押し出し部６は、ケーシング５内に設けられ、エアシリンダのピストンの役割となっている。流体押し出し駆動部７は、流体押し出し部６の駆動源である。詳しくは後述するが、ノズル部３の吐出口３１からは、渦輪状の流体が、流体押し出し部６のピストン運動によって送出される。
【００２２】
吹出口２２は、中心に設けられたノズル部３の吐出口３１と、ノズル部３の周囲に設けられたリング状のスリット１０とで構成されている。スリット１０は、径方向の開口幅が狭くなっており、スリット１０から吹き出す風は、いわば筒状のエアカーテンのように、噴流１１として連続的に吹き出す。スリット１０から吹き出す風は、ノズル部３から送出される渦輪と同一方向に吹き出される。
【００２３】
ケーシング５の側面には、逆止弁８が設けられている。逆止弁８は、ノズル部３の周囲の空気をノズル部３内に引き込むとき、すなわち、ノズル部３内部よりもノズル部３外部の圧力が高い時に開放する。逆に、逆止弁８は、ノズル部３外部よりもノズル部３内部の圧力が高い時には開かずに閉鎖したままとなる。
【００２４】
このような構成により、本実施の形態による流体搬送装置１の動作について説明する。
【００２５】
空調ダクト２内には、図示しない空気調和装置から空調された空気（以降、空調空気）が送られてくる。空調空気は、流体搬送装置１のスリット１０から噴流１１となって吹き出す。
【００２６】
一方、ノズル部３では、流体押し出し部６が、流体押し出し駆動部７の駆動により周期的にピストン運動を行う。流体押し出し部６が流体押し出し駆動部７により、図２における上方に稼動した際に、逆止弁８が開き、空調ダクト２からの空調空気がノズル部３のケーシング５内部に引き込まれる。その後、流体押し出し駆動部７によって流体押し出し部６を下方に稼動させて、ケーシング５内に溜まった空調空気が空間、すなわち、流体搬送装置１の下方に放出される。その際に、放出された空間内で、ノズル部３の吐出口３１から吹き出す空調空気は、渦輪９を形成して下方に送り出される。ここで、空調ダクト２に空調空気が送り込まれることにより、ノズル部３の外側の筐体２１内部は高圧となっているので開放され、ノズル部３内部が高圧になるとき、すなわち、流体押し出し部６を押し出す際（すなわち、下方に稼動する際）に閉鎖することになる。
【００２７】
また、渦輪９を放出した後に、流体押し出し駆動部７は、インターバルをおいて流体押し出し部６を上方に戻し、再度空調空気をケーシング５内部に溜める。その後、流体押し出し駆動部７は、再び流体押し出し部６を下方に稼動させることによって、渦輪９を空間内に放出する。このように流体押し出し駆動部７は、流体押し出し部６のピストン運動を断続的に繰り返すことにより、渦輪９は空間内に断続的に放出される。
【００２８】
また、上述したようにノズル部３を囲うように、スリット１０が設けられている。スリ
ット１０からは、空調ダクト２から空調空気が噴流１１となって、連続的に噴出される。
【００２９】
図４に本発明の流体搬送の概念図を示す。ノズル部３から放出される渦輪９は、円形状にそれ自身で閉じた渦構造であり、持続的に並進運動し、渦輪９の内外の流体の交換が少ない。従って、渦輪９を構成している空気調和された流体は、周囲空気とあまり混合すること無く遠方に搬送されるという特徴を有している。また、前述のように流体押し出し部６（図４では図示せず）をある一定のインターバルで稼動させることにより、渦輪９が断続的に放出される。放出された渦輪９は、既に放出されている渦輪９と空間内で干渉すること無く、次々と空気調和必要箇所１３に向けて移動する。図４では、空気調和必要箇所１３を工場の床面と想定している。空気調和必要箇所１３の構造体に渦輪９が到達すると、渦輪９は崩壊し、空気調和必要箇所１３の近傍に滞留する。一方、噴流１１は、渦輪９および空気調和必要箇所１３を覆うように流れている。この噴流１１は、噴流１１の内側に噴流１１自身による閉空間の流体の流れ場を形成する。すなわち、噴流１１は、いわゆるエアカーテン効果を有しているものである。このエアカーテン効果により、噴流１１の外側の圧力などの過渡的な変化に伴う外乱の影響が噴流の内側の閉空間の流れ場に及びにくくする。
【００３０】
このように、本実施の形態の流体搬送装置１によれば、渦輪９として空調空気を放出し、その周囲を噴流１１によって覆うので、局所的に遠方まで空調空気を送風することができる。また、この流体搬送装置１による送風は、周囲の風の乱れに強く、安定して空調空気を所望の箇所に送風することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、スリット１０はノズル部３を囲うような円環状となっているが、ノズル部３を囲うような環状の多角形でもよい。
【００３２】
図１、２のようにスリット１０が円環状であれば、流体搬送装置のサイズを小さくすることができる。
【００３３】
また、図３に示すように逆止弁８の代わりに電磁弁１２を用いても良い。電磁弁１２を用いる場合には、電磁弁１２の開閉動作を流体押し出し部６（流体押し出し駆動部７）のピストン運動に同期させるとよい。すなわち、流体押し出し部６を引き上げるときに電磁弁１２を開放し、流体押し出し部６を押し下げるときに電磁弁１２を閉鎖するのである。
【００３４】
なお、アクチュエータ４に関しては、本実施の形態ではいわゆるエアシリンダ形状を示しているが、断続的に渦輪９を送出できるものであれば、本実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、ダイヤフラムなどを用いた形態でも良い。
【００３５】
図５に本発明の適用例を示す。図５は、工場の空気調和に本発明の流体搬送装置１を適用したものである。
【００３６】
たとえば、夏季の暑熱対策として、従来の技術では、流体噴出ノズル（図示せず）から空気調和された空気を連続的に噴出す場合、作業者に直接噴流があたり、その流速による風圧の体感や耳元での風切音の発生により不快に感じてしまうことがある。また、たとえば工場の空気調和において、その噴流到達箇所に風圧の影響を避けるべき製造品や製造装置、液体などがある場合は、このような従来技術の流体噴出ノズルは不向きである。また、従来技術で記載した成層空調システムであれば、基本的に風圧はほとんど感じること無く、工場全体の床面から数メートルの範囲を冷房することができる。しかし、シャッターの開閉により工場内の圧力の過渡的な変化が発生すると、冷房された流体が流出してしまう。その場合、再度適切な温度・湿度になるまでの時間とエネルギーの損失が生じてしまうという課題がある。
【００３７】
図５のように、本発明の流体搬送装置１を使用すると、噴流１１内部の閉空間には断続的に放出される渦輪９により形成される冷房された空気が床面から数メートルの範囲で滞留する。この空気層は、噴流１１の外部の過渡的な圧力などの変化に影響を受けにくく、工場のような大空間の中の限定された空間だけに成層空調の効果が得られるような空気調和を提供することができる。
【００３８】
また、暖房の場合にも、渦輪９の、内外の流体の交換が少なく並進運動をするという特徴および、噴流１１のエアカーテン効果により、効率的な暖房を実現することができる。（実施の形態２）
図６に示すように、第２の実施の形態の流体搬送装置は、ひとつの筐体４１内に渦輪９を放出するノズル部３を複数設けたものである。そして、その複数のノズル部３を囲うようにスリット１０を設ける構成にすることにより、噴流１１の内側、すなわち、エアカーテン効果の内側の閉空間を大きくすることできるので、大空間の中において、第１の実施の形態よりも広い空間に対し成層空調の効果が得られるような空気調和を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、空気調和などを目的とした流体搬送に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１  流体搬送装置
２  空調ダクト
３  ノズル部
４  アクチュエータ
５  ケーシング
６  流体押し出し部
７  流体押し出し駆動部
８  逆止弁
９  渦輪
１０  スリット
１１  噴流
１２  電磁弁
１３  空気調和必要箇所
２１  筐体
２２  吹出口
３１  吐出口
４１  筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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