(57)【要約】【課題】構造が簡単でしかも噴出騒音の無い低コストな１流体ノズルを使用可能にし、同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができるようにする。【解決手段】水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水を噴出する加圧水噴出用ノズル１と、この噴出水が衝突することにより約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成する表面が湾曲した立体形状の衝突物体Ｑと、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過することで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して噴出する送風機（７，８）とを備えることを特徴とする加湿装置。【選択図】図１
2006275382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水を、表面が湾曲した立体形状の衝突物体に衝突させるか、又は／及び互いに衝突させるかして、約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成する第１工程と、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して噴出させる第２工程とを備えたことを特徴とした加湿方法。
【請求項２】
水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水を噴出させる加圧水噴出用ノズルと、該噴出水を衝突させることにより約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成する表面が湾曲した立体形状の衝突物体と、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して噴出させる送風機とを備えたことを特徴とする加湿装置。
【請求項３】
水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の噴出水同士が互いに衝突することにより約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成するよう斜向配置させて成る複数の加圧水噴出用ノズルと、該水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して噴出させる送風機とを備えたことを特徴とする加湿装置。
【請求項４】
衝突物体は、球体、楕円体、円柱体のいずれかの形状を呈することを特徴とする請求項２記載の加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば病院、保健施設、喫煙所等の各種施設における室内で、１流体ノズルを用いた微細化水粒子の噴霧状噴水により湿度調整、消臭、集塵及び冷暖房を総合的にコントロールすることのできる加除湿・冷暖房システムにおける加湿方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来における加湿装置は、ノズルに対し空気と水の２流体入口を有する２流体ノズルを使用し、例えば約０．３ＭＰａ前後の空気圧力と、ノズル１本当たり毎分約１５〜２０リットル程度の空気流量によって、水を噴霧状微細化して室内に放出させる技術によるものであった。
【０００３】
この場合、加湿装置は、水の噴霧量のみを調整して、約１００μｍ〜３００μｍ程度の水粒径となって吐出されるものであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来における加湿装置は、ノズルに対し空気と水の２流体入口を有する２流体ノズルを使用しているため、ノズルの構造自体が複雑で部品点数も多く、コストも高くなり、しかもノズルからの噴出騒音が大きかった。更に、ノズルには水を噴霧状微細化させるための大型のエアーコンプレッサーを繋げる必要があり、このため高コストとなると同時に設置スペースも必要であった。
【０００５】
また、大型のエアーコンプレッサー自体の運転音も８０〜９０ｄＢＡとかなり大きく、しかも振動も大きいため、特に静寂さを必要とする病院等の施設での使用には不向きであった。
【０００６】
このような諸々の問題点を解決するためには、２流体ノズルの替わりに加圧水のみを導入させる１流体ノズルを使用する方法を提案することもできるが、ただ、このような１流体ノズルを使用する場合には、従来の市場での実力値において約１５０ＭＰａという大きな加圧動力源が必要となってくるという問題点を有していた。
【０００７】
更に、従来の加湿装置は、ノズルから約１００μｍ〜３００μｍ程度の水粒径となって吐出されるため、加湿装置の吐出口周辺へ大形水粒径の粒子が飛散してしまい、このため雑菌の温床となる様相を呈し、しかも同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができなかった。
【０００８】
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創案されたもので、従来のような約１５０ＭＰａという大きな加圧動力源を必要とせず、低振動且つ低コストで、しかも省スペース化が図れる小型昇圧装置を用いることができ、また、構造が簡単でしかも噴出騒音の無い低コストな１流体ノズルを使用可能にし、同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができる加湿方法とその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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る加湿方法にあっては、水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水を、表面が湾曲した立体形状の衝突物体に衝突させるか、若しくは互いに衝突させるかして、約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成する第１工程と、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して噴出させる第２工程とを備えたものである。
【００１０】
また、本発明に係る加湿装置にあっては、水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水を噴出させる加圧水噴出用ノズルと、この噴出水を衝突させることにより約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成する表面が湾曲した立体形状の衝突物体と、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して噴出させる送風機とを備えたものである。
【００１１】
更に、水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の噴出水同士が互いに衝突することにより約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成するよう斜向配置させて成る複数の加圧水噴出用ノズルと、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して噴出させる送風機とを備えたものとすることができる。
【００１２】
また、上記衝突物体は、球体、楕円体、円柱体のいずれかの形状を呈するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように構成された本発明に係る加湿方法とその装置にあっては、水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水が衝突物体に衝突した際、該衝突物体の左右両側から後流に向けて噴霧水流によるカルマン渦列が形成される。その中の乱流域における衝突物体の表面上での噴霧水流の剥がれ点での後流剥離によって、噴霧水流の速度が０となったよどみ点が発生し、このよどみ点での負圧の現象を利用して、より多くの噴霧状粉砕を発生させることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、従来のような約１５０ＭＰａという大きな加圧動力源を必要とせず、低振動且つ低コストで、しかも省スペース化が図れる小型昇圧装置を用いることができ、また、構造が簡単でしかも噴出騒音の無い低コストな１流体ノズルを使用可能にし、同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施する最良の形態を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１６】
図に示される符号１は、加湿装置における１流体ノズルを構成するところの加圧水噴出用ノズルであり、該加圧水噴出用ノズル１は、図１に示すように、下側の大径部２Ａに上側の小径部２Ｂを連通して成る有底中空状の円筒筐体２の該小径部２Ｂ内の上側に配されており、且つこの円筒筐体２よりも下方側に配した貯水槽Ｐと供給用導管６Ａにより、小型昇圧装置３、リリーフバルブ４及び圧力計５を介して接続されている。
【００１７】
円筒筐体２の小径部２Ｂ上端側には、加圧水噴出用ノズル１から噴出落下する水を下方側へ向けて強制的に押し込むためのファン構造による押込用送風機７を取り付け、円筒筐体２下側の大径部２Ａの内部中央には、前記加圧水噴出用ノズル１位置と任意の助走距離を隔てて、剛性のある球体又は楕円体等の表面が湾曲した立体形状による衝突物体Ｑが固定された状態に配置されている。
【００１８】
また、円筒筐体２下側の大径部２Ａの周側面側には、噴霧状微細化した水を出すための出口２Ｃが形成され、該出口２Ｃは、噴霧状微細化された水を外方へ向けて例えば風速約２．６ｍ／ｓで吐き出すためのファン構造による吸引用送風機８に接続している。
【００１９】
なお、円筒筐体２下側の大径部２Ａ下面側には、回収用導管６Ｂを介して前記貯水槽Ｐに接続し、円筒筐体２内部で噴霧状に粉砕されなかった水を貯水槽Ｐ内に回収できるようにしている。
【００２０】
また、本実施の形態において、前記した両送風機７，８の風量を制御したり、複数の加圧水噴出用ノズル１の電磁弁による弁開閉制御、駆動用モータによって駆動制御される自動制御用ニードル弁の弁開閉制御等によって水の噴出量を制御したりすることで、水の粉砕粒子流密度を容易に調整することができる。なお、加圧水噴出用ノズル１側に湿度センサーを配置すれば、加湿調整も可能となる。
【００２１】
こうして、加圧水噴出用ノズル１から水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水を噴出落下させ、押込用送風機７によって勢いよく衝突物体Ｑの表面上に衝突させることで１００μｍ程度の水の粉砕粒子を形成しておいてから、この水の粉砕粒子を前記押込用送風機７による送風に乗せて、円筒筐体２下側の大径部２Ａ内部において円周上の任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度の噴霧状に微細化してから吸引用送風機８によって外部に噴出させるようにしている。
【００２２】
次に、以上のように構成された最良の形態についての使用、動作の一例を説明するに、図１に示すように、リリーフバルブ４を開弁すると、貯水槽Ｐの水は小型昇圧装置３によって水圧力約２ＭＰａ前後、レイノルズ数約１３０００前後の水にしてから加圧水噴出用ノズル１から噴出する。このとき、押込用送風機７によって、加圧水噴出用ノズル１から噴出落下する水を下方側へ向けて強制的に押し込み、下方側にある衝突物体Ｑの表面に激しく衝突させる。これによって約１００μｍ前後の水の粉砕粒子が形成される。
【００２３】
この水の粉砕粒子は、押込用送風機７による送風に乗せられ、円筒筐体２下側の大径部２Ａにおける円周上に沿った任意の助走区間を通過させられることで５〜１０μｍ程度の噴霧状微細化して出口２Ｃに導かれ、吸引用送風機８によって外部に噴出させられる。
【００２４】
次に、本実施の形態における１流体ノズルの加湿装置の使用による実証実験の結果は以下の通りであった。すなわち、図４に示すように、圧力（ＭＰａ）に対する噴霧量（ｃｃ／ｍｉｎ）・噴霧有効率（％）との関係について、例えば直径２２ｍｍの球体、及び直径２５ｍｍの円柱体の場合、圧力が１ＭＰａから２ＭＰａにかけて噴霧量（ｃｃ／ｍｉｎ）・噴霧有効率（％）が急激に増加し、圧力が２ＭＰａから３ＭＰａにかけて噴霧量（ｃｃ／ｍｉｎ）・噴霧有効率（％）が最大に達してから、３ＭＰａ以上の圧力では噴霧量（ｃｃ／ｍｉｎ）・噴霧有効率（％）は殆ど変わらないか若干減少する。こうして、水圧力２ＭＰａ程度において、均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができる。
【実施例２】
【００２５】
図２は、本発明に係る加圧水噴出用ノズル１、衝突物体Ｑの他の実施例を示している。この場合には、衝突物体Ｑを円柱体に形成し、これを円筒筐体２下側の大径部２Ａ中央に対して横向きに架設させると共に、該衝突物体Ｑに沿うように、円筒筐体２の小径部２Ｂ内上側に３つの加圧水噴出用ノズル１を隣接配置させている。
【実施例３】
【００２６】
図３は、本発明に係る加圧水噴出用ノズル１の他の実施例を示している。この場合には、衝突物体Ｑを使用せずに、円筒筐体２の小径部２Ｂ内上側に２つの加圧水噴出用ノズル１を、互いに水の吐出方向が交差するように斜向配置させている。なお、３つ以上の加圧水噴出用ノズル１を、互いに水の吐出方向が交差するように斜向配置させても良い。
【００２７】
これによって２つの加圧水噴出用ノズル１それぞれから噴出する水同士を互いに衝突させることにより約１００μｍ前後の水の粉砕粒子を形成させておき、この水の粉砕粒子を押込用送風機７による送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで５〜１０μｍ程度に噴霧状微細化してから吸引用送風機８によって外部に噴出させるようにしている。
【実施例４】
【００２８】
上記実施例３の加圧水噴出用ノズル１から吐出された水粒子を交差させる手段及びその後、実施例１、２に示す衝突物体Ｑに衝突させる手段とを併存させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を実施するための最良の形態における使用状態の概略を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態における他の実施例を示す使用状態の概略を示す斜視図である。
【図３】本実施の形態における他の実施例を示す使用状態の概略を示す斜視図である。
【図４】本実施の形態における１流体ノズルの加湿装置の使用による実証実験の結果を説明するものであって、圧力（ＭＰａ）に対する噴霧量（ｃｃ／ｍｉｎ）・噴霧有効率（％）の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
Ｐ          貯水槽
Ｑ          衝突物体
１          加圧水噴出用ノズル
２          円筒筐体
２Ａ        大径部
２Ｂ        小径部
２Ｃ        出口
３          小型昇圧装置
４          リリーフバルブ
５          圧力計
６Ａ        供給用導管
６Ｂ        回収用導管
７          押込用送風機
８          吸引用送風機
【図１】
2006275382.tif 000003
【図２】
2006275382.tif 000004
【図３】
2006275382.tif 000005
【図４】
2006275382.tif 000006