(57)【要約】  本発明は、加湿効率、飽和効率の高い空調装置を提供することを目的とする。空調装置（１）は、加湿される空気が流れる流路（２）と、撹拌板群（３）と、噴霧ノズル（４）を備える。撹拌板群（３）は、流路（２）の断面全域に亘って、下流に渦流を生じさせる板幅に調整された各撹拌板を間隔をあけて平行に並べて構成される。噴霧ノズル（４）は、撹拌板群（３）の直下流に配置され、流路（２）の流れ方向に対し垂直な方向に水粒子を噴霧する。各撹拌板の板幅は、使用風速範囲においてカルマン渦が発生するレイノルズ数範囲を満たすように調整される。
2019058480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿される空気が流れる流路と、
前記流路の断面全域に亘って、下流に渦流を生じさせる板幅に調整された各撹拌板を間隔をあけて平行に並べた撹拌板群と、
前記撹拌板群の直下流に配置され、前記流路の流れ方向に対し垂直な方向に水粒子を噴霧する噴霧ノズルと、
を備えることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記各撹拌板の板幅は、使用風速範囲においてカルマン渦が発生するレイノルズ数範囲を満たすように調整されること、
を特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記各撹拌板の板幅は、前記使用風速範囲の最大風速において前記レイノルズ数範囲の上限値に対応するように調整されること、
を特徴とする請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記噴霧ノズルは、前記流路の流れ方向視において、噴霧範囲が前記撹拌板群の複数の撹拌板に亘る噴射力で水粒子を噴霧すること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記噴霧ノズルは、空気と水の２流体を鉛直下向きに噴霧して霧化する２流体ノズルもしくは水のみを噴霧する１流体ノズルであること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記噴霧ノズルは、蒸気を鉛直上向きに噴霧する蒸気噴霧ノズルであること、
を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項７】
前記各撹拌板の板幅は変更可能であること、
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項８】
前記各撹拌板は、多孔板であること、
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項９】
前記各撹拌板に取り付けられ、気流になびくシート状の渦流確認部材を備えること、
を特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿すべき空気の流路に噴霧ノズルを配置し、噴霧ノズルからの水粒子の噴霧によって空気を加湿する空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書における用語の意味は以下の通りである。
「飛散（scattering）」：噴霧ノズルから噴霧された気化していない水粒子が空気中に飛び散ること。
「拡散（diffusion）」：水粒子の表面から、水分子が熱運動により蒸発すること。
「撹拌（agitation）」：水粒子の周囲の空気を乱して、水粒子から気化した水分で高湿度となっている水粒子周囲の空気を、さらにその周囲の低湿度の空気と入れ替え、水粒子周囲の湿度勾配を高めること。これにより、静止状態の水粒子表面から単純に拡散現象だけで蒸発する条件よりも蒸発を促進すること。【０００３】
空調機やそのダクトのような空気の流路（風洞）内に噴霧ノズルを配置し、噴霧ノズルからの水の噴霧によって空気を加湿する空調装置に関し、かねてより様々な装置が提案されてきた。【０００４】
水や蒸気を噴霧して空気を加湿する空調装置の理想的な要件として下記の要素がある。
ａ）水粒子を気流全体に飛散させる。
ｂ）水粒子周囲の空気を撹拌して湿度勾配が高い状態を維持し、拡散現象を促進する。
ｃ）流路内に濡れを起こさない。
ｄ）流路の隅を含む全体の空気を撹拌し、水粒子周辺の湿度勾配低下や、水粒子飛散範囲の相対的な湿度上昇による蒸発速度低下を回避する。ここで、水粒子飛散範囲とは、気流中に噴射した水粒子が、物理的に到達できる気流中の範囲である。【０００５】
ａ）〜ｄ）の各要素に対する従来技術の対応状況を説明する。
特許文献１（日本実開平２−４１０２３号公報）には、ダクトの流れ方向に向けたノズルを多数配置した、ヒーター付き加湿装置が開示されている。
ａ）飛散性：良くない（not good）
ノズルを増やすことで飛散性を高めうる。しかし、蒸気は風下に向けて噴射されるため、飽和水蒸気の塊に向かって噴射する状態となり、噴射エネルギーは飛散にも撹拌にも有効利用されていない。
ｂ）撹拌性：悪い（bad）
考慮されていないため、周囲の風速やダクトの寸法により性能が変動する。
ｃ）濡れ：良くない（not good）
ヒーターを備えるためノズルやヘッダーの濡れを抑制できる。しかし、ヒーターを備えるためシステムが複雑である。また、ノズルの下流側の濡れについて考慮されておらず、高飽和効率条件での加湿の場合、長い蒸発距離が必要である。
ｄ）隅の加湿：悪い（bad）
考慮されていないため、隅の空気まで混合するために必要な時間を確保するための長い蒸発距離を確保するか、目標の相対湿度を低くする必要がある。【０００６】
特許文献２（日本特開２００３−０５００２７号公報）には、風上の拡散箱に向けて蒸気を噴射するノズルを備えた加湿装置が開示されている。
ａ）飛散性：良くない（not good）
蒸気の噴射方向は風上であるため、飽和水蒸気の塊に向かって噴射する状態となり、噴射エネルギーは飛散にも撹拌にも有効利用されていない。また、明細書の段落０００８には拡散箱は気化しなかった蒸気を捕捉するとの記載があり、加湿効率よりも濡れの抑制に主眼を置いた加湿装置である。
ｂ）撹拌性：良くない（not good）
拡散箱の周囲に発生する乱流により加湿対象空気を撹拌しているが、風速に対する拡散箱の寸法の決定方法については記載されていない。既製品を事前の工場試験等で有効性が確認できた風速範囲で使用することを前提としているため、既製品の寸法が設置環境にマッチしない場合は適用できない。
ｃ）濡れ：良くない（not good）
撹拌と拡散性が不十分なため、高飽和効率の加湿を行おうとした場合、部分的な水蒸気飽和領域が発生し、濡れが発生する可能性が高い。
ｄ）隅の加湿：悪い（bad）
考慮されていないため、隅の空気まで混合するために必要な時間を確保するための長い蒸発距離を確保するか、目標の相対湿度を低くする必要がある。【０００７】
特許文献３（日本特開２０１２−２２９８５５号公報）には、風上の拡散板に向けて水を噴射するノズルを備えた加湿装置が開示されている。
ａ）飛散性：良くない（not good）
ノズルの噴射方向は風上方向に傾いているため、噴射エネルギーのうち風上方向のエネルギーは飛散に利用されていない。
ｂ）撹拌性：良くない（not good）
拡散板の周囲に発生する乱流により加湿対象空気を撹拌しているが、風速に対する拡散板の寸法の決定方法については記載されていない。
ｃ）濡れ：良くない（not good）
撹拌と拡散性が不十分なため、高飽和効率の加湿を行おうとした場合、部分的な水蒸気飽和領域が発生し、濡れが発生する可能性が高い。
ｄ）隅の加湿：悪い（bad）
考慮されていないため、隅の空気まで混合するために必要な時間を確保するための長い蒸発距離を確保するか、目標の相対湿度を低くする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】日本実開平２−４１０２３号公報
【特許文献２】日本特開２００３−０５００２７号公報
【特許文献３】日本特開２０１２−２２９８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これらの技術では、目に見える噴霧に着目し、噴霧の飛散・拡散を図っているが、上述したいずれの加湿装置もａ）〜ｄ）の要素の全てを満足するものではなく、流路内の温湿度にムラが生じる。そのため、加湿効率（噴霧した水の内、気化する水の割合）や飽和効率（最終的な到達湿度の高さから決まる湿度を上げる能力を示す指標）が十分ではなかった。【００１０】
本願発明者は、鋭意研究を進めた結果、目に見える噴霧に着目するのではなく、流路全体の空気を強制対流（外力による対流）により撹拌することが、加湿効率、飽和効率を高めるために重要であり、流路全体の空気が撹拌されている場に水粒子を噴霧することで、流路内の温湿度の均一性が大幅に向上することを見出した。【００１１】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、加湿効率、飽和効率の高い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】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明に係る空調装置は、加湿される空気（加湿対象空気）が流れる流路と、次のように構成された撹拌板群および噴霧ノズルを備えることを特徴とする。【００１３】
撹拌板群は、前記流路の断面全域に亘って、下流に渦流を生じさせる板幅に調整された各撹拌板を間隔をあけて平行に並べて構成される。各撹拌板の板幅は、使用風速範囲においてカルマン渦が発生するレイノルズ数範囲を満たすように調整される。好ましくは、各撹拌板の板幅は、前記使用風速範囲の最大風速において前記レイノルズ数範囲の上限値に対応するように調整される。好ましくは、各撹拌板の板幅は変更可能である。【００１４】
噴霧ノズルは、撹拌板群の直下流に配置され、前記流路の流れ方向に対し垂直な方向に水粒子を噴霧する。好ましくは、前記流路の流れ方向視において、噴霧範囲が撹拌板群の複数の撹拌板に亘る噴射力で水粒子を噴霧する。【００１５】
このような構成によれば、各撹拌板の下流に生じる渦流によって、撹拌板群下流の流路全体の空気（加湿対象空気）が撹拌された撹拌領域が形成される。流路の流れ方向に対し垂直な方向に噴霧された水粒子は噴射力と複数の渦流によって効率的に飛散する。複数のカルマン渦列（カルマン渦）の場である撹拌領域における強制対流は、飛散した水粒子と加湿対象空気との撹拌を促し、拡散を促進する。詳しくは、流路全体の空気が撹拌されることで、水粒子の周囲に生じる高湿度の空気の塊が、さらにその周囲の低湿度の空気と入れ替えられ、湿度勾配が高い状態が維持され、水粒子表面の蒸発が促進される。また、流路全体が撹拌領域となっているため、噴霧箇所に偏りがあっても、早期に流路全体の温湿度を均一化できる。また、撹拌板群によれば、流路全体の空気の撹拌を、動力源なしで低コストに実現できる。【００１６】
また、噴霧ノズルが水を噴霧する場合は、鉛直下向きに噴霧することが好ましい。水粒子に作用する重力と、噴射力による運動エネルギーと、水が気化することで温度が低下して比重が重くなった空気が下方向に移動する力とを全て同じ方向に合わせることで、水粒子の飛散力が高まる。そのため、従来の加湿装置と比較して噴霧箇所や、ノズル数を少なくすることができる。【００１７】
また、噴霧ノズルが蒸気を噴霧する場合は、鉛直上向きに噴霧することが好ましい。噴射力による運動エネルギーと、温度が高く比重の軽い空気が上方向に移動する力を同じ方向に合わせることで、水粒子の飛散力が高まる。【００１８】
本実施形態に係る空調装置は、次のように、上述したａ）〜ｄ）の各要素を満足する。
ａ）飛散性：良い（good）
流路の流れ方向に対し垂直な方向に噴霧するため、水粒子は噴射力と複数の渦流によって効率的に飛散する。水の場合は、鉛直下向きに噴霧することで、重力と、噴射力による運動エネルギーと、水が気化することで温度が低下して比重が重くなった空気が下方向に移動する力とを全て同じ方向に合わせ、エネルギーを飛散に利用できる。また、蒸気の場合は、鉛直上向きに噴霧することで、噴射力による運動エネルギーと、温度が高く比重の軽い空気が上方向に移動する力を同じ方向に合わせて、エネルギーを飛散に利用できる。
ｂ）撹拌性：非常に良い（very good）
撹拌エネルギーは気流から生み出した渦のエネルギーを最大限活用しているため、噴射だけの構成では得る事の出来ない高い拡散性と撹拌性を同時に実現できる。渦による撹拌効果で水粒子の周囲には撹拌無しの場合と比較して湿度の低い空気に取り囲まれた高い湿度勾配の状態が維持され、水粒子表面の蒸発が促進される。また、ダクト全体が撹拌領域となっているため、噴霧箇所に偏りがあっても、早期に流路全体で温湿度が均一化される。
ｃ）濡れ：非常に良い（very good）
拡散と撹拌が十分に行われるため、過飽和領域が発生しにくく、高飽和効率の加湿を行っても濡れが発生しにくい。仮に濡れが発生しても、渦流による撹拌領域は常に流路全体の温湿度が均一化されるため、濡れが継続する状態になりにくい。
ｄ）隅の加湿：非常に良い（very good）
拡散と撹拌が十分に行われるため、隅々まで均質な加湿が可能である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る空調装置によれば、流路全体の空気が撹拌されて部分的な温湿度のムラが解消されるため、高い加湿効率と飽和効率を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施の形態１に係る空調装置の斜視図である。
【図２】カルマン渦が発生する撹拌板の板幅範囲を風速毎に示したグラフである。
【図３】実施の形態１に係る空調装置の側面図である。
【図４】第１の比較対象を示す図である。
【図５】第２の比較対象を示す図である。
【図６】撹拌板群の有無に関する試験データを示す図である。
【図７】撹拌板の板幅が変更可能な構成の一例を示す図である。
【図８】蒸気噴霧ノズルを設置した空調装置の斜視図である。
【図９】実施の形態２に係る空調装置の斜視図である。
【図１０】実施の形態２に係る空調装置の側面図である。
【図１１】カルマン渦の発生状況を確認できる装備を備えた空調装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２２】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る空調装置１の斜視図である。空調装置１は、加湿すべき空気が流れる流路（風洞）である筒状のダクト２を備える。設置スペースの制限から、加湿のために用いうる流路長は短く、水粒子を短距離（短時間）で蒸発させる必要がある。そのため、本実施形態に係る空調装置１は、以下に説明するような撹拌板群３および噴霧ノズル４を備える。なお、ダクト２の最下流には、空気の流れに随伴する水滴を除去するためのエリミネータ（図示省略）が配置されてもよい。
【００２３】
（撹拌板群）
図１〜図３を参照して撹拌板群３について説明する。上述したように加湿のために用いうる流路長は短いため、撹拌板群３はダクト２の最上流に設けられる。撹拌板群３は、長さがダクト幅に近い複数の撹拌板を有し、各撹拌板は、下流に渦流を生じさせる板幅に調整されている。撹拌板群３は、ダクト２の断面全域に亘って各撹拌板を間隔をあけて平行に並べて構成されている。ここで、ダクト２の断面とは、流路の流れ方向に垂直な流路断面である。間隔は、一例として等間隔を含む規則的な間隔である。
【００２４】
図１に示す撹拌板群３は、３枚の撹拌板（第１撹拌板３ａ、第２撹拌板３ｂ、第３撹拌板３ｃ）を等間隔に並べて構成されている。なお、最上段の第１撹拌板３ａとダクト２の天井面との間、および最下段の第３撹拌板３ｃとダクト２の底面との間には、それぞれ隙間があけられている。これによりダクト２の隅の空気が撹拌されやすくなる。
【００２５】
次に、渦流を生じさせる各撹拌板の板幅の調整について説明する。流れの特徴を表す指標の１つにレイノルズ数がある。レイノルズ数（Ｒｅ）は、流れの中に置かれた物体の大きさ（撹拌板の板幅）をＤ［ｍ］、流速をＵ［ｍ／ｓ］、流体の動粘性係数（粘り気を表す物性値であり、空気の場合は１気圧２５℃で１５．４×１０−６［ｍ２／ｓ］）をν［ｍ２／ｓ］として、次式（１）で表される。
【００２６】
【数１】
2019058480.tif 000003
【００２７】
カルマン渦の発生範囲を１０２＜Ｒｅ＜１０４とし、流速Ｕ［ｍ／ｓ］に対するＲｅ＝１０２とＲｅ＝１０４となる板幅の寸法を表示すると図２のようになる。図２は、カルマン渦が発生する撹拌板の板幅範囲を風速毎に示したグラフである。
【００２８】
図２において、Ｒｅ＝１０２（実線６）とＲｅ＝１０４（実線７）との間にある板幅が、カルマン渦が発生する板幅である。図２を用いて実際の空調装置で適切な撹拌板の板幅を算出する。適用条件である使用風速範囲が２ｍ／ｓから４ｍ／ｓの場合、それぞれの風速においてカルマン渦が発生する撹拌板の板幅範囲は、風速２ｍ／ｓ時に０．１〜７．７ｃｍ、風速４ｍ／ｓ時に０．１〜３．９ｃｍである。より大きな渦の方が渦のエネルギーが大きくなることから、この適用条件（使用風速範囲）の場合、板幅３．９ｃｍの撹拌板を選定することが望ましい。
【００２９】
このように、各撹拌板の板幅は、使用風速範囲においてカルマン渦が発生するレイノルズ数範囲を満たすように調整される。好ましくは、各撹拌板の板幅は、使用風速範囲の最大風速においてレイノルズ数範囲の上限値に対応するように調整される。
【００３０】
このように調整された撹拌板を配置することで、図３に示すように、下流にカルマン渦を意図的に生じさせることができる。そして、各撹拌板を流路全体に所定間隔で配置することで、撹拌板群３下流の流路全体の空気（加湿対象空気）が撹拌された撹拌領域が形成される。さらに、撹拌板群３を用いれば、流路全体の空気の撹拌を、動力源なしで低コストに実現できる。
【００３１】
（噴霧ノズル）
次に、図３を参照して噴霧ノズル４について説明する。図３では右側が風上、左側が風下である。噴霧ノズル４は、撹拌板群３の直下流に配置され、ダクト２の流れ方向に対し垂直な方向に水粒子を噴霧する。好ましくは、噴霧ノズル４は、ダクト２の流れ方向視において、噴霧範囲Ａが撹拌板群３の複数の撹拌板（第２撹拌板３ｂ、第３撹拌板３ｃ）に亘る噴射力で水粒子を噴霧する。ここで、「垂直な方向」とは、噴霧の中心軸が垂直な方向と一致することのみならず、扇形や円錐形の噴霧形状の一部が垂直な方向を含むものであってもよい。例えば、噴霧が底面に届かないように、使用風速範囲に応じて噴霧方向を下流に傾ける調整がされる場合がある。
【００３２】
図３に示すように、流路の流れ方向に対し垂直な方向に噴霧された水粒子は噴射力と複数の渦流によって効率的に飛散する。複数のカルマン渦列（カルマン渦）の場である撹拌領域における強制対流は、飛散した水粒子と加湿対象空気との撹拌を促し、拡散を促進する（水粒子飛散・撹拌範囲９）。詳しくは、流路全体の空気が撹拌されることで、水粒子の周囲に生じる高湿度の空気の塊が、さらにその周囲の低湿度の空気と入れ替えられ、湿度勾配が高い状態が維持され、水粒子表面の蒸発が促進される。また、流路全体が撹拌領域となっているため、噴霧箇所に偏りがあっても、早期に流路全体の温湿度を均一化できる。
【００３３】
図１、図３に示す例では、ダクト２は水平に設けられ、噴霧ノズル４は、空気と水の２流体を噴霧して霧化する２流体ノズルであり、鉛直下向きに噴霧する。流体供給管５は、空気と水とを噴霧ノズル４へ供給する。
【００３４】
鉛直下向きに噴霧することで、水粒子に作用する重力と、噴射力による運動エネルギーと、水が気化することで温度が低下して比重が重くなった空気が下方向に移動する力とをすべて同じ方向に合わせる。これにより水粒子の飛散力が高まる。
【００３５】
（比較対象）
次に、比較対象として撹拌板群３を有しない構成について、図４（通常噴霧）、図５（絞り板採用）を用いて説明する。図４のように、ダクト２内で単純に噴霧ノズル４から水粒子を噴霧する場合、噴射力により飛散した後の水粒子の周囲の気流は層流に近づくため、水粒子の蒸発は分子拡散の力だけに頼ったものとなる。通常噴霧による水粒子飛散範囲１０ａの外側の水粒子非拡散範囲１０ｂの空気は、主に気化した水粒子の濃度勾配による拡散現象によって加湿されるため、ダクト２内に温湿度のムラが生じる。
【００３６】
図５のように、天井面と底面に絞り板１１を立てた場合には、限定された開口部に集中的に噴霧するため飛散性は高まる。そのため、図４の水粒子飛散範囲１０ａに比して水粒子飛散範囲１２ａは広くなる。しかしながら、水粒子飛散範囲１０ａの外側の水粒子非飛散範囲１２ｂの空気は、気化した水分子の濃度勾配による拡散現象のみで加湿されるため、図４と同様にダクト２内に温湿度のムラが生じてしまう。
【００３７】
分子拡散によれば、水分子の移動距離は、時間の平方根に比例して増加する（図４、図５）。一方、撹拌板群３による強制対流によれば、水粒子の移動距離は時間に比例して増加するので、対流が蒸発時間の支配的な因子になり、短時間での蒸発が可能となる（図３）。
【００３８】
（試験データ）
図６は、図４（撹拌板群３なし）の構成と、図３（撹拌板群３あり）の構成の試験データである。試験条件は、風速４．０ｍ／ｓ、噴霧量５２ｍｌ／ｍｉｎ、ダクト寸法５００ｍｍ×５００ｍｍである。また、図３の撹拌板群３は、撹拌板幅３．９ｃｍ、板設置ピッチ１０ｃｍである。
【００３９】
撹拌板群３を有する図３の構成によれば、ダクト出口の上部と下部の温度差は０．１℃ＤＢかつ湿度差は０．４％ＲＨであり、蒸発距離（濡れ回避距離）は１．３ｍである。試験データから明らかなように、撹拌板群３を有しない図４の構成に比して、ダクト出口の上部と下部の温湿度のムラが小さく、蒸発距離が大幅に改善している。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態に係る空調装置１によれば、流路全体の空気が撹拌されて部分的な温湿度のムラが解消される。これにより、ムラに因る加湿不足、湿度飽和濡れの発生、制御不良を回避でき、高い加湿効率と飽和効率を実現できる。
【００４１】
また、上述した空調装置の理想的な要件を満たし、蒸発距離（蒸発時間）が短く、流路内に濡れを起こさず、衛生的且つ噴霧した水（蒸気）の無駄がない加湿を実現できる。部品点数が少なくシンプルな構成であるため、設置現場でのダクト寸法や風速に応じた板幅調整等も容易であり、幅広く適用できる。
【００４２】
（変形例）
ところで、上述した実施の形態１では、水粒子を鉛直下向きに噴霧する例について説明したが、噴霧方向はこれに限定されるものではない。流路の流れ方向に対して垂直に噴霧するものであればよい。例えば、上下方向に流路を形成する場合には、流路の横方向（幅方向、径方向）に水粒子を噴霧する。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００４３】
また、上述した実施の形態１では、カルマン渦の発生範囲を１０２＜Ｒｅ＜１０４としているが、これは１つの目安であり、カルマン渦が発生するレイノルズ数の範囲を他の数値範囲とすることを妨げるものではない。
【００４４】
また、上述した実施の形態１に係る空調装置１においては、各撹拌板の板幅は変更可能であることが望ましい。例えば、図７に示すように２枚の板（３１、３２）を重ねて撹拌板を構成し、スライドさせて板幅を変更してもよい。また、撹拌板を取り替えることで板幅を変更してもよい。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００４５】
また、上述した実施の形態１の空調装置１においては、空気と水を噴射する噴霧ノズル４として２流体ノズルを用いているが、水のみを噴霧する１流体ノズルを用いてもよい。また、噴霧ノズル４に代えて蒸気を噴霧する蒸気噴霧ノズル４０を用いてもよい。図８は蒸気噴霧ノズル４０を設置した空調装置１の斜視図である。図８に示すように蒸気噴霧ノズル４０は鉛直上向きに蒸気を噴霧する。噴霧された蒸気は、温度と圧力が一気に外気の状態まで下がるので、凝縮して水粒子（凝縮してできているので水を噴いたものよりは粒子径は小さい）となる。噴射力による運動エネルギーと、温度が高く比重の軽い空気が上方向に移動する力を同じ方向に合わせることで、水粒子の飛散力が高まる。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００４６】
また、上述した実施の形態１の空調装置１においては、各撹拌板は多孔板、例えば金属板にパンチングにより多数の孔を形成したパンチングメタルであってもよい。多孔板を用いることで、渦の巻き込みによる遮蔽板の濡れを抑制することができる。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００４７】
また、上述した実施の形態１の空調装置１の加湿対象空気は、内気、外気を問わない。また、空調装置１が用いられる場所は、屋内、屋外を問わない。また、空調装置１には、加湿装置のみならず、加湿に伴う気化熱を冷却に用いる冷房装置も含まれる。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
【００４８】
実施の形態２．
次に、図９と図１０を参照して本発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、１つの噴霧ノズル４を有する空調装置について説明した。実施の形態２では、複数の噴霧ノズルを有する空調装置について例示する。
【００４９】
図９は、噴霧ノズルを９個に配置した空調装置１の斜視図である。撹拌板群３０は、ダクト２の断面全域に亘って９枚の撹拌板（３０ａ〜３０ｉ）を間隔をあけて平行に並べて構成されている。９個の噴霧ノズル（４１〜４９）は、撹拌板群３０の直下流に縦３列、横３段に配列され、ダクト２の流れ方向に対し垂直な方向に水粒子を噴霧する。
【００５０】
図１０に示すように、噴霧ノズル４１は、ダクト２の流れ方向視において、噴霧範囲が撹拌板群３０の複数の撹拌板（３０ａ〜３０ｃ）に亘る噴射力で水粒子を噴霧する。同様に、噴霧ノズル４２は、ダクト２の流れ方向視において、噴霧範囲が複数の撹拌板（３０ｄ〜３０ｆ）に亘る噴射力で水粒子を噴霧する。同様に、噴霧ノズル４３は、ダクト２の流れ方向視において、噴霧範囲が複数の撹拌板（３０ｇ〜３０ｉ）に亘る噴射力で水粒子を噴霧する。なお、他の噴霧ノズル（４４〜４６、４７〜４９）についても同様である。本実施形態に係る空調装置１の構成は、撹拌板の枚数や噴霧ノズルの数が増えている点を除いて実施の形態１と同様であり、同じ作用効果を奏するため説明は省略する。なお、撹拌板の枚数や噴霧ノズルの数は図９や図１０の例に限定されるものではない。
【００５１】
このように空調装置１は、ダクト２の寸法に応じて撹拌板の枚数や噴霧ノズルの数を変更することで種々の設置スペースに適用可能である。
【００５２】
実施の形態３．
次に、図１１を参照して本発明の実施の形態３について説明する。空調装置１を設置する現場では、撹拌板群の板幅や間隔を調整するために、目に見えないカルマン渦の発生状況を確認できることが望ましい。
【００５３】
図１１は、カルマン渦の発生状況を確認できる装備を備えた空調装置１を示す図である。各撹拌板（３ａ〜３ｃ）の上部と下部には、気流になびくシート状の渦流確認部材５０が取り付けられている。これにより、カルマン渦の発生状況を目視で確認できる。空調装置１の設置環境によって複雑な気流が生じる場合であっても、カルマン渦の発生状況を素早く確実に確認できる。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１  空調装置
２  ダクト
３  撹拌板群
３ａ〜３ｃ  撹拌板
４  噴霧ノズル
５  流体供給管
９  水粒子飛散・撹拌範囲
１０ａ、１２ａ  水粒子飛散範囲
１０ｂ、１２ｂ  水粒子非拡散範囲
１１  絞り板
３０  撹拌板群
３０ａ〜３０ｉ  撹拌板
４０  蒸気噴霧ノズル
４１〜４９  噴霧ノズル
５０  渦流確認部材
【図１】
2019058480.tif 000004
【図２】
2019058480.tif 000005
【図３】
2019058480.tif 000006
【図４】
2019058480.tif 000007
【図５】
2019058480.tif 000008
【図６】
2019058480.tif 000009
【図７】
2019058480.tif 000010
【図８】
2019058480.tif 000011
【図９】
2019058480.tif 000012
【図１０】
2019058480.tif 000013
【図１１】
2019058480.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月28日(2020.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加湿される空気が流れる流路と、
前記流路の断面全域に亘って、下流に渦流を生じさせる板幅に調整された各撹拌板を間隔をあけて平行に並べた撹拌板群と、
前記撹拌板群の直下流に配置され、前記流路の流れ方向に対し垂直な方向に水粒子を噴霧する噴霧ノズルと、を備え、
前記噴霧ノズルは、前記流路の流れ方向視において、噴霧範囲が前記撹拌板群の複数の撹拌板に亘る噴射力で水粒子を噴霧すること、
を特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記各撹拌板の板幅は、使用風速範囲においてカルマン渦が発生するレイノルズ数範囲を満たすように調整されること、
を特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記各撹拌板の板幅は、前記使用風速範囲の最大風速において前記レイノルズ数範囲の上限値に対応するように調整されること、
を特徴とする請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記噴霧ノズルは、空気と水の２流体を鉛直下向きに噴霧して霧化する２流体ノズルもしくは水のみを噴霧する１流体ノズルであること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記噴霧ノズルは、蒸気を鉛直上向きに噴霧する蒸気噴霧ノズルであること、
を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項６】
前記各撹拌板の板幅は変更可能であること、
を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項７】
前記各撹拌板は、多孔板であること、
を特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空調装置。
【請求項８】
前記各撹拌板に取り付けられ、気流になびくシート状の渦流確認部材を備えること、
を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の空調装置。
【国際調査報告】
2019058480.tif 000015
2019058480.tif 000016
2019058480.tif 000017
2019058480.tif 000018