(57)【要約】【課題】冷却エネルギー効率が良く、噴霧されたミストが効果的に蒸散し、液滴のまま落下することのない降温用噴霧システムを提供する。【解決手段】降温用噴霧システムは、加圧された水をミストとして噴霧して対象の空間の温度を低下する降温用噴霧システムにおいて、１つの端部に設けられたオリフィスから上記オリフィスを頂点とした錐状の噴霧領域に上記加圧された水をミストとして噴霧する噴霧ノズルと、上記噴霧ノズルの他の端部に接続され、上記加圧された水を上記噴霧ノズルに配水する配水管と、が備えられ、上記錐状の噴霧領域の中心線が、上記オリフィスからミストが噴霧される方向に向かって上記オリフィスを横切る水平面に対して下向きに上記噴霧領域の噴角の半分以上傾けられている、または、上記水平面に対して上向きに上記噴霧領域の噴角の半分に角度５度を加算した値以上傾けられている。【選択図】図１
2006177575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧された水をミストとして噴霧して対象の空間の温度を低下する降温用噴霧システムにおいて、
１つの端部に設けられたオリフィスから上記オリフィスを頂点とした錐状の噴霧領域に上記加圧された水をミストとして噴霧する噴霧ノズルと、
上記噴霧ノズルの他の端部に接続され、上記加圧された水を上記噴霧ノズルに配水する配水管と、
が備えられ、
上記錐状の噴霧領域の中心線が、上記オリフィスからミストが噴霧される方向に向かって上記オリフィスを横切る水平面に対して下向きに上記噴霧領域の噴角の半分以上傾けられている、または、上記水平面に対して上向きに上記噴霧領域の噴角の半分に角度５度を加算した値以上傾けられていることを特徴とする降温用噴霧システム。
【請求項２】
上記配水管から配水された水を複数の上記噴霧ノズルに分配する噴霧ヘッダが備えられることを特徴とする請求項１に記載する降温用噴霧システム。
【請求項３】
上記噴霧ヘッダからそれを中心にして水平に径方向に延び、先端に上記噴霧ノズルが接続され、上記錐状の噴霧領域の中心線を傾けるために彎曲された延長配管が備えられることを特徴とする請求項２に記載する降温用噴霧システム。
【請求項４】
上記噴霧ヘッダからそれを中心にして水平に径方向に真っ直ぐに延びる延長配管と、
一端に上記延長配管が接続され、他端に上記噴霧ノズルが接続され、上記錐状の噴霧領域の中心線を傾けるために彎曲されたベンド管と、
が備えられることを特徴とする請求項２に記載する降温用噴霧システム。
【請求項５】
上記配水管は、水平方向に延び、
水平方向かつ上記配水管からそれに垂直に延ばされ、先端に上記噴霧ノズルが接続され、上記錐状の噴霧領域の中心線を傾けるために彎曲された延長配管が備えられることを特徴とする請求項１に記載する降温用噴霧システム。
【請求項６】
上記延長配管の長さは、上記中心線の上記水平面からの傾きが大きいほど短いことを特徴とする請求項３または５に記載する降温用噴霧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、博覧会のパビリオンなど集客施設に設けられ、ミストの蒸散による潜熱による冷却作用を用いる降温用噴霧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の降温用噴霧システムは、集客施設などの入口またはその付近に設置された噴霧ノズル、その噴霧ノズルに加圧水を供給するポンプ、ポンプから噴霧ノズルに加圧水が配水される配水管から構成されている。そして、冷却が必要になったとき、その噴霧ノズルからミストを噴霧させ、ミストの蒸散にともなう潜熱によって集客施設を冷却している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１０９３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、噴霧されたミストが合体した液滴の地上への落下を防ごうとして、水平に向けてミストを噴霧した場合、噴霧されたミストが風の水平方向成分により水平方向に流されて噴霧ノズルや配水管に衝突してそれらの表面で結露し、それが大きな液滴となって、液滴のまま落下し、下を通りかかった人を濡らすという問題がある。
また、ミストの蒸散を早めるために、噴霧されるミストの直径を小さくしようとして、高圧空気を用いて２流体噴流とした場合、ミストの平均粒径を１０μｍ以下にすることができるが、高圧空気を供給するために非常に大量のエネルギーを消費しなければならず、冷却エネルギー効率が悪いという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、冷却エネルギー効率が良く、噴霧されたミストが効果的に蒸散し、液滴のまま落下することのない降温用噴霧システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる降温用噴霧システムは、加圧された水をミストとして噴霧して対象の空間の温度を低下する降温用噴霧システムにおいて、１つの端部に設けられたオリフィスから上記オリフィスを頂点とした錐状の噴霧領域に上記加圧された水をミストとして噴霧する噴霧ノズルと、上記噴霧ノズルの他の端部に接続され、上記加圧された水を上記噴霧ノズルに配水する配水管と、が備えられ、上記錐状の噴霧領域の中心線が、上記オリフィスからミストが噴霧される方向に向かって上記オリフィスを横切る水平面に対して下向きに上記噴霧領域の噴角の半分以上傾けられている、または、上記水平面に対して上向きに上記噴霧領域の噴角の半分に角度５度を加算した値以上傾けられている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わる降温用噴霧システムの効果は、オリフィスを横切る水平面よりも下向きに錐状のミストが噴霧されるので、噴霧されたミストが風の水平方向成分に流されても噴霧ノズルや配水管に衝突することがなく、噴霧ノズルや配水管などにミストが当たって液滴となり、下方に落下して、噴霧ノズルや配水管などの下方にいる人を濡らすということを防止できる。また、オリフィスを横切る水平面より上向きに錐状のミストを噴霧するとき、ミストを水平に向けて噴霧する場合と異なり、配水管などにミストが当たって液滴となり、下方に落下して、配水管などの下方にいる人を濡らすことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる降温用噴霧システムの構成図である。図２は、実施の形態１に係わる噴霧ヘッドの平面図である。図３は、実施の形態１に係わる噴霧ヘッドの断面図である。図４は、実施の形態１に係わる噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。図５は、噴霧ノズルからミストが噴霧される様子を表す図である。図６は、加圧水供給装置の構成図である。図７は、ミスト制御盤の機能ブロック図である。図８は、ミストの噴霧のタイミングチャートである。
なお、図２は、噴霧ヘッドを図３のＢＢ断面から下方に見た一部断面図である。また、図３は、噴霧ヘッドを図２のＡＡ断面から水平方向に見た断面図である。
【０００９】
実施の形態１に係わる降温用噴霧システム１は、図１に示すように、地上から縦立された２本の柱２の先端にそれぞれ設けられた噴霧ヘッド３Ａ、噴霧ヘッド３Ａに供給される加圧水が配水される子配水管４、子配水管４を介して加圧水を供給する加圧水供給装置５、周囲の温度と湿度を測定して加圧水供給装置５に送信する温湿度計６が備えられている。加圧水供給装置５には水道７から水が供給されている。なお、２本の柱２を例に挙げて説明するが、冷却する施設の大きさに従って適宜本数を定めればよい。
また、噴霧ヘッド３Ａは、地上から縦立されている柱の先端に設けられたことを記載したが、天井から吊り下げられても良い。
【００１０】
噴霧ヘッド３Ａは、図２に示すように、子配水管４を通して配水された加圧水を６個の噴霧ノズル１０に均等に圧力が掛かるよう分配する噴霧ヘッダ１１Ａ、噴霧ヘッダ１１Ａから噴霧ノズル１０を所定の距離離すために設けられる６本の延長配管１２Ａ、加圧水をミストにして噴霧する６個の噴霧ノズル１０から構成されている。そして、噴霧ノズル１０の設置高度は、４ｍである。なお、噴霧ノズル１０の設置高度は、ミストの平均粒径および最大粒径に依存して定められる。
ここで、６個の噴霧ノズル１０を噴霧ヘッド３Ａに設けることを記載したが、これに限定されず、噴霧ノズル１０は１個からＮ個であれば良い。
【００１１】
噴霧ヘッダ１１Ａは、図２、図３に示すように、中心軸が鉛直方向に配された６角柱状の空洞１５Ａが内部に形成されている６角柱である。そして、６角柱の下側の端面の中心に子配水管４が連結される孔１６が設けられ、外側と６角柱状の空洞１５Ａとが連通されている。また、６角柱の各側面の中心に延長配管１２Ａが連結される孔１７が設けられ、外側と６角柱状の空洞１５Ａとが連通されている。加圧水は片方の端面の孔１６から注水され、６個の側面の孔１７から延長配管１２Ａに給水されていく。噴霧ヘッダ１１Ａは、ステンレスからできている。
【００１２】
延長配管１２Ａは、図３に示すように、円筒管であり、噴霧ヘッダ１１Ａの側面に垂直に一方の端部が取り付けられ、長手方向に下向きに彎曲し、他方の端部では、噴霧ヘッダ１１Ａの下側の端面を含む水平面から円筒管の中心軸が角度θ２２．５度お辞儀するように傾いている。延長配管１２Ａは、ステンレスからできている。
その延長配管１２Ａの他方の端部には、直管１８が取り付けられ、そこに噴霧ノズル１０が嵌合されている。なお、１つの直管１８から分岐して圧力変換器（株式会社共和電業製、型式ＰＶＤ−１００ｋａ、測定レンジ０〜１０ＭＰａ）１４が取り付けられて、噴霧ノズル１０の加圧水受け空洞２１に掛かる水圧を計測し、それを噴霧水圧としている。通常は、この噴霧水圧と高圧ポンプの出力水圧との関係を予め求めておいて、高圧ポンプの出力水圧を管理することにより、噴霧水圧を管理する。なお、水圧の測定には、ブルドン管圧力計などを用いてもよい。また、直管１８は、ステンレスからできている。
このように接続された噴霧ノズル１０の中心軸は、噴霧ヘッダ１１Ａの下側の端面を含む水平面から角度θ２２．５度下方に傾いている。
【００１３】
噴霧ノズル１０は、図４に示すように、略円筒状のハウジング２０を有している。そして、円筒状のハウジング２０の中心軸に沿って、延長配管１２Ａから供給された加圧水を受ける上流側の径が下流側の径より大きい２段の円柱状の加圧水受け空洞２１、感圧逆止弁２２を収納し、加圧水受け空洞２１の下流側の径より大きく、一端が中心軸方向に突き出されたリブ２３により外縁部が仕切られた弁収納空洞２４、駒２５を収納し、リブ２３の下流側に位置し、加圧水受け空洞２１の上流側の径と等しい円柱状の空洞２６およびその空洞２６に連なる漏斗状の空洞２７からなる噴流生成空洞２８、漏斗状の空洞２７の先端に連なるオリフィス２９が連なって設けられている。
【００１４】
そして、弁収納空洞２４には、加圧水受け空洞２１の下流側の開口２１ａを開閉する感圧逆止弁２２が挿入されている。
感圧逆止弁２２は、加圧水受け空洞２１の下流側の開口２１ａに当接したとき、加圧水の流れを遮断する遮断球３０、一端が遮断球３０に当接し遮断球３０に所定のバネ圧が掛けられるように撓んで他端がリブ２３に固定されるバネ３１から構成されている。所定のバネ圧は、加圧水受け空洞２１における水圧が１ＭＰａに達したときに遮断球３０と加圧水受け空洞２１の開口２１ａとが離間するようにバネ３１のバネ定数が設定されている。なお、所定のバネ圧を低く設定すると、離間したとき高圧に達するまでに時間がかかり径の大きな水滴が噴霧されることになる。また、所定のバネ圧が噴霧水圧に近いと、遮断球３０が開口２１ａから充分に離間できないので、水量に制約を受けてしまう。このような理由から所定のバネ圧は、０．４〜１．５ＭＰａが好ましい。
【００１５】
さらに、噴流生成空洞２８では、加圧水を旋回噴流として噴出し、漏斗状の空洞２７の内側面に衝突させるための駒２５が円柱状の空洞２６の内側面に接しながら噴霧ノズル１０の中心軸方向に摺動しながら移動する。駒２５には、側面に螺旋状の溝３２が掘られ、その溝３２と円柱状の空洞２６の内側面とにより加圧水を旋回して噴出する旋回流路が形成される。
【００１６】
次に、噴霧ノズル１０において加圧水が噴霧される手順について説明する。
加圧水受け空洞２１に加圧水が注水され、水圧が所定の値に達すると、遮断球３０を押して加圧水が弁収納空洞２４内に流れ込む。
そして、リブ２３の中央に形成された孔２３ａから加圧水が駒２５の一方の端面を押して駒２５が噴霧ノズル１０の中心軸に沿って漏斗状の空洞２７の方向に移動され、駒２５の側面の溝３２を通って加圧水が旋回されながら通過し、溝３２の端部から噴流される。
この噴流が漏斗状の空洞２７の内側面に衝突して、衝突噴流になりミストとしてオリフィス２９から噴霧される。
【００１７】
次に、噴霧されたミストについて説明する。この発明におけるミストは、小さな径の水滴を意味する。そして、ミストの平均粒径は、噴霧ノズル１０の中心軸上でオリフィス２９の先端から５０ｍｍ離れた箇所でレーザ回折法により測定した体面積平均粒径（ザウター平均径と称す。）を用いる。レーザ回折法において、レーザ回折粒径測定器（Ｍａｌｖｅｒｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、マスターサイズーＳ型、使用レーザ：ＨｅーＮｅレーザ）を用いて、５回同様に測定し、その平均値をミストの平均粒径として用いている。
実施の形態１で使用した噴霧ノズル１０から噴霧水圧６ＭＰａのときザウター平均粒径が２０μｍであった。なお、噴霧水圧が低いとミストの平均粒径が大きくなるとともに噴霧流量が少なくなり、冷却効果が小さくなってしまう。また、噴霧水圧が高いとミストの平均粒径が小さくなるとともに噴霧流量が多くなるが、高すぎると配管などに大きな衝撃波が加わり、安全上好ましくない。これらの理由から噴霧水圧は、２ＭＰａ〜１０ＭＰａの間が好ましい。なお、ミストの平均粒径として、レーザ回折粒径測定器を用いて測定しているが、他にドプラー位相粒径測定器などを用いて測定してもよい。このとき、測定器の種類により、平均粒径が異なるので、同一条件で噴霧したミストを測定して対比することが必要である。例えば、噴霧ノズル１０から噴霧水圧６ＭＰａのときに噴霧されたミストの９０％体積粒径が６０μｍ、１０％体積粒径が３μｍであった。
【００１８】
次に、ミストの噴霧の様子について説明し、噴霧領域を定義する。ミストは、図５に示すように、オリフィス２９の近傍では、噴霧ノズル１０の中心軸上に中心線を有し、オリフィス２９の出口を頂点とする円錐内に噴霧される。この円錐の領域を噴霧領域３４と称し、円錐の頂角を噴角３５と称す。また、この噴霧領域３４の側面を噴霧外縁３６と称す。
この噴霧領域３４は、オリフィス２９の形状を調整することにより円錐の噴角３５を調整することができる。円錐の噴角３５を狭くすると、ミストが遠くまで飛来するし、円錐の噴角３５を広くすると、ミストが噴霧ノズル１０の近くに漂うことになる。通常は噴角３５を４５度くらいにすることが好ましいが、４５度に限るものではない。
このように噴角３５を調整することにより、噴霧領域３４がオリフィス２９を横切る水平面の下方に位置することができる。
【００１９】
そして、風が吹いていないとき、ミストが蒸散することにより周囲の空気が冷却され、下降気流が発生するので、噴霧されたミストは、下降気流にともなって降下していく。そして、下降の途中でミストが蒸散しつくす。ミストが蒸散することにより潜熱が空気から奪われ、空気が冷やされる。
一方、地面に水平の風が吹いているとき、ミストは下降しながら風の方向に流されていく。しかし、噴霧ヘッダ１１Ａの下側端面を含む水平面より下方に噴霧外縁３６が位置するので、ミストが水平に流されても、噴霧ヘッダ１１Ａに当たることがない。
また、噴霧領域３４が柱２や子配水管４からみてオリフィス２９の先端から離れており、そのオリフィス２９の先端が延長配管１２Ａにより柱２や子配水管４から離れているので、ミストが水平方向に流されても、延長配管１２Ａの長さだけ移動する間に拡散や蒸散してしまうので、ミストが柱２や子配水管４に当たることがない。
また、延長配管１２Ａが下向きに彎曲しているので、上向きの風が吹かないとミストが延長配管１２Ａに当たることが防げる。
【００２０】
加圧水供給装置５は、図６に示すように、高圧ポンプ４０、高圧ポンプ４０の下流側に配設された元弁４１、主配水管４２内の水を排水する流路を開閉する排水弁４３、各噴霧ヘッド３Ａへの加圧水の供給を選択する選択弁４４、高圧ポンプ４０および各種弁を制御するミスト制御盤４５から構成されている。選択弁４４は、子配水管４がそれぞれ接続されている。ミスト制御盤４５に、温湿度計６で計測された乾球温度および湿球温度が入力される。
【００２１】
そして、元弁４１と選択弁４４とは、主配水管４２で連通され、主配水管４２の途中から分岐する排水配管４６により排水弁４３が主配水管４２に連通されている。主配水管４２、排水配管４６、子配水管４はそれぞれステンレスからできている。また、高圧ポンプ４０と元弁４１とは、ゴム製のブレードホース４７により連通され、容積式の高圧ポンプ４０により発生する脈動を平滑化している。
また、加圧水中に含まれる塵埃を取り除くために、高圧ポンプ４０の出口に図示しない２０μｍ角開口のフィルタが介在されている。
また、主配水管４２、子配水管４、噴霧ヘッド３Ａにスケールが沈積しないように、金属イオンの少ない加圧水を供給するために、高圧ポンプ４０に図示しない軟水器から軟水化された水が供給されている。
【００２２】
ミスト制御盤４５は、図７に示すように、温湿度計６により計測された乾球温度および湿球温度に基づいて噴霧の可否を判断する噴霧判断手段５０、噴霧可の場合、噴霧量を算出して、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する給水量制御手段５１、高圧ポンプ４０および各種弁を制御する噴霧シーケンス制御手段５２、湿り空気線図が記憶されている空気線図データベース５３を有している。このミスト制御盤４５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。
【００２３】
次に、加圧水を高圧ポンプ４０から供給するシーケンスについて図８を参照して説明する。
ミスト制御盤４５の噴霧シーケンス制御手段５２は、まず元弁４１を開放する。同時に排水弁４３を開放する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２は、高圧ポンプ４０をＯＮして、加圧水をブレードホース４７から主配水管４２に送水する。そうすると、主配水管４２内に残っている空気が排水弁４３から水と一緒に押し出されて、主配水管４２内が均一な水圧が掛かるようになる。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２は、排水弁４３を閉じる。それにより、主配水管４２内の水圧が所望の水圧、例えば、６ＭＰａに達する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２は、噴霧を行う噴霧ヘッド３Ａに連なる選択弁４４を開放して、加圧水が子配水管４を経由して噴霧ヘッド３Ａに供給される。このときの加圧水受け空洞２１に注水されて加わる水圧は４秒の間にほぼ０ＭＰａから６ＭＰａに達する。このように水圧が１ＭＰａ以上になると、噴霧ノズル１０の感圧逆止弁２２が開放されてミストの噴霧が開始される。
【００２４】
逆に、ミストの噴霧を終了するときには、噴霧シーケンス制御手段５２は、排水弁４３を開放して主配水管４２内の水圧を減少させる。そうすると、加圧水受け空洞２１の水圧が１ＭＰａ以下に低下するので、感圧逆止弁２２が閉まり、ミストの噴霧が終了される。
そして、排水弁４３が開放されてから約３秒経過後高圧ポンプ４０をＯＦＦし、選択弁４４を閉じる。その後、元弁４１と排水弁４３とを閉じる。
【００２５】
このように、主配水管４２内の水圧を所望の値に一旦安定したのち、子配水管４に給水することにより、噴霧ノズル１０に給水される加圧水の水圧が数秒の間で０ＭＰａから６ＭＰａに変化することができる。そして、感圧逆止弁２２が急激に開放され、水圧の低い状態で噴霧される時間を短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。
また、排水弁４３を開放すると主配水管４２内の水圧が急激に低下し、感圧逆止弁２２が急激に閉められ、水圧の低い状態で噴霧される時間が短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。
【００２６】
次に、ミストの噴霧量の設定方法について図９、図１０を参照しながら説明する。
なお、前提として噴霧されたミストは少なくとも１分間で蒸散される。延長配管１５ｃｍの先端から噴霧されたミストは、１ｍ３内に存在しているとして、噴霧量を定める。
噴霧判断手段５０は、温湿度計６から入力される乾球温度ＤＴ（℃）および湿球温度ＷＴ（℃）から湿り空気線図に基づき相対湿度ＲＨ（％）を算出する。例えば、図９に示すように、乾球温度ＤＴが３０℃、湿球温度ＷＴが２０℃であった場合、湿り空気線図の横軸に表されている湿球温度ＷＴの２０℃から縦軸方向に延ばして相対湿度１００％の線と交わる露点ＤＰを求める。その露点ＤＰから横軸方向に延ばして絶対湿度ＡＨ（ｋｇ／ｋｇ’）を求める。図９に示される例では、絶対湿度ＡＨが０．０１５（ｋｇ／ｋｇ’）である。さらに、露点ＤＰから横軸方向に延ばされた線と湿り空気線図の横軸に表されている乾球温度ＤＴが３０℃から縦軸方向に延ばされた線との交点Ｂを求める。そして、交点Ｂが交わる相対湿度ＲＨ（％）を求める。図９の場合、相対湿度ＲＨは６５％である。
【００２７】
次に、噴霧判断手段５０は、相対湿度ＲＨが７５％以上の場合、ミストを噴霧しても相対湿度が高すぎることになるため感覚温度が下がったと感じられないので、ミストの噴霧を行わない。逆に、相対湿度ＲＨが７５％未満の場合、ミストを噴射することにより感覚温度が下がったと感じられるのでミストの噴霧を行う。
【００２８】
次に、給水量制御手段５１は、温湿度計６の乾球温度ＤＴが暑い閾値ＨＨＴＴＨ（図９、図１０において太い一点鎖線で示してある。）、または少し暑い閾値ＬＨＴＴＨ（図９、図１０において太い点線で示してある。）以上であるか否かを判断し、噴霧量を求める。すなわち、図９に示すように、乾球温度ＤＴが予め定められた少し暑い閾値ＬＨＴＴＨ以上の場合、湿り空気線図に基づき、交点Ｂが交わる等エンタルピの線と乾球温度ＤＴより１℃低い温度から縦軸方向に延ばされた線との交点Ｃを求める。そして、交点Ｃから横軸方向に延ばして絶対湿度ＡＨ’（ｋｇ／ｋｇ’）を求める。そして、絶対湿度ＡＨ’から絶対湿度ＡＨを減算して、ミストの噴霧量ＪＷ（ｋｇ）を求める。この噴霧量ＪＷが１分間に１ｍ３の空間に噴霧することにより、１℃温度を低下することのできる量である。図９においては、絶対湿度ＡＨが０．０１５（ｋｇ／ｋｇ’）、絶対湿度ＡＨ’が０．０１５５（ｋｇ／ｋｇ’）であるので、ミストの噴霧量ＪＷは、０．０００５（ｋｇ）となる。そして、１分間に１ｍ３当たり０．０００５（ｋｇ）のミストを噴霧することにより１℃冷却することができる。
【００２９】
また、図１０に示すように、乾球温度ＤＴが予め定められた暑い閾値ＨＨＴＴＨ以上の場合、湿り空気線図に基づき、交点Ｅが交わるエンタルピの線と乾球温度ＤＴより２℃低い温度から縦軸方向に延ばされた線との交点Ｆを求める。そして、交点Ｆから横軸方向に延ばして絶対湿度ＢＨ’（ｋｇ／ｋｇ’）を求める。そして、絶対湿度ＢＨ’から絶対湿度ＢＨを減算して、ミストの噴霧量ＪＷ（ｋｇ）を求める。図１０において、絶対湿度ＢＨが０．０１９８（ｋｇ／ｋｇ’）、絶対湿度ＢＨ’が０．０２０８（ｋｇ／ｋｇ’）であるので、ミストの噴霧量ＪＷは、０．００１（ｋｇ）となる。そして、１分間に１ｍ３当たり０．００１（ｋｇ）のミストを噴霧することにより２℃冷却することができる。
【００３０】
このような降温用噴霧システム１は、オリフィス２９から噴霧される錐状のミストがオリフィス２９を横切る水平面よりも下方にあるので、風の水平方向成分により流されても子配水管４などにミストが当たって液滴となり、下方に落下して、子配水管４などの下方にいる人を濡らすことを防止することができる。
【００３１】
また、地面から立ち上がった子配水管４が噴霧ヘッダ１１Ａに下側の端面において接続され、噴霧されたミストが風に流されても延長配管１２Ａにより子配水管４から離間されているので、ミストが子配水管４や噴霧ヘッダ１１Ａ上で結露し、水滴が下方に落ちることがない。
【００３２】
また、延長配管１２Ａにより噴霧ノズル１０を広い空間に分散して配設できるので、少ない子配水管４で広い空間に噴霧できる。
また、噴霧ヘッダ１１Ａに予め延長配管１２Ａおよび噴霧ノズル１０を工場で取り付けておき、現地で噴霧ヘッド３Ａを子配水管４に接続すれば良いので、現場での作業を簡略化することができる。
【００３３】
なお、延長配管１２Ａが同一の長さ、彎曲も同様とした例について説明したが、例えば、長さが長い延長配管１２Ａを彎曲の小さいものにし、長さの短い延長配管１２Ａを彎曲の大きなものにしてもよい。このようにすると、より均等にミストを噴霧することができる。このように、延長配管１２Ａの長さや彎曲の度合いはそれぞれ異なっていても、錐状の噴霧領域が噴霧ヘッダ１１Ａの下面を含む水平面より下方になるように噴霧ノズル１０からの噴角と噴霧ノズル１０の中心軸の水平面からの傾きを調整すれば、噴霧ヘッド３Ａにミストが結露して水滴が滴下することを防げる。
【００３４】
また、延長配管１２Ａが長くすることができる場合、噴霧ノズル１０の中心軸の水平面からの傾きを小さくし、延長配管１２Ａが長くすることができない場合、噴霧ノズル１０の中心軸の水平面からの傾きを大きくしてもよい。すなわち、長さの長い延長配管１２Ａ、例えば、２５ｃｍの場合、噴霧ノズル１０の中心軸を水平面から３０度傾けることにより、液滴の落下が見られないとき、延長配管１２Ａの長さを１５ｃｍとすると、噴霧ノズル１０の中心軸を水平面から４０度傾けることにより、液滴の落下が見られなくなる。
【００３５】
また、延長配管１２Ａを彎曲して噴霧ノズル１０の中心軸を噴霧ヘッダ１１Ａの下面を含む水平面から下方に傾けているが、その傾ける角度と噴霧領域の噴角との関係を説明する。この発明においては、少なくとも錐状の噴角の半分、例えば、噴角が６０°、７０°、８０°の場合、水平面から３０°、３５°、４０°以上傾くように延長配管１２Ａを彎曲する。但し、柱２が地面から縦立されており、さらに柱２に沿って子配水管４が配設されているので、噴霧外縁が鉛直以上に柱２側に入るとミストが柱２に当たってしまう。そこで、噴霧ヘッダ１１Ａの下方に柱２や子配水管４がある場合、噴霧外縁が鉛直以上に柱側に寄らないようにすることが必要である。
【００３６】
実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
実施の形態２に係わる噴霧ヘッド３Ｂは、実施の形態１の噴霧ヘッド３Ａの彎曲した延長配管１２Ａの替わりに真っ直ぐな延長配管１２Ｂが用いられており、さらに延長配管１２Ｂの先端に直管１８の替わりにベンド管１９が用いられていることが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ番号を付記して説明を省略する。図１１は、図３に対応した噴霧ヘッド３Ｂの断面図である。
実施の形態２に係わる噴霧ヘッド３Ｂは、噴霧ヘッダ１１Ａから６本の真っ直ぐな延長配管１２Ｂが水平方向に延ばされ、延長配管１２Ｂの先端に、それぞれ２２．５°ベンド管１９がお辞儀するようにして接続されている。ベンド管１９の先端は水平方向から２２．５度下向きに彎曲しており、その先端に噴霧ノズル１０が接続されている。
【００３７】
このように、ベンド管１９を用いて噴霧ノズル１０の中心軸が噴霧ヘッダ１１Ａの下面を含む水平面から２２．５度傾けられているので、図５に示されるのと同様に、噴霧外縁３６が噴霧ヘッダ１１Ａの下面を含む水平面を横切らずにミストが噴霧され、ミストが水平方向の風に流されても噴霧ノズル１０から離間した噴霧ヘッダ１１Ａや子配水管４に結露することがない。
また、肉厚の厚い延長配管１２Ｂを彎曲することがないので、簡単に噴霧ノズル１０の中心軸を傾けることができる。
【００３８】
実施の形態３．
図１２は、この発明の実施の形態３に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
実施の形態３に係わる子配水管４は、図１２に示すように、施設の天井から垂れ下げられている。そして、その垂れ下げられた子配水管４の先端に噴霧ヘッド３Ｃが接続されている。これ以外は実施の形態１の噴霧ヘッド３Ａと同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
噴霧ヘッダ１１Ｃは、６角柱の上面の中心に子配水管４と接続する孔１６が設けられている。
【００３９】
このように上方から子配水管４を下ろすことができると、延長配管１２Ａの長さを短くしても子配水管４にミストが結露することがないので、軽量な噴霧ヘッド３Ｃを提供することができる。
また、噴霧ノズル１０の中心軸をより大きく噴霧ヘッダ１１Ｃの下面を含む水平面から傾けることができるので、地面近くをより冷却することができる。
【００４０】
実施の形態４．
図１３は、この発明の実施の形態４に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
実施の形態４に係わる噴霧ヘッド３Ｄは、実施の形態３に係わる噴霧ヘッド３Ｃと噴霧ヘッダ１１Ｄの形状が異なる。また、延長配管１２Ａを省略したことが異なっている。その他は、実施の形態３の噴霧ヘッド３Ｃと同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
【００４１】
実施の形態４に係わる噴霧ヘッダ３Ｄは、６角柱と頭切の６角錐が重ねられた外形を有し、内部に６角柱と頭切の６角錐が重ねられた空洞が設けられている。そして、６角柱の上端面の中心に空洞に連なる孔が設けられ、６角錐の６面の側面に法線方向に空洞に連なる孔が設けられている。この６角柱の上端面の中心に設けられた孔に子配水管４が接続されている。また、６角錐の側面に設けられた孔に噴霧ノズル１０が直管１８を介して接続されている。
【００４２】
このように、噴霧ノズル１０が直接噴霧ヘッダ１１Ｄに接続されているので、小形の噴霧ヘッド３Ｄを提供することができる。
【００４３】
実施の形態５．
図１４は、この発明の実施の形態５に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
実施の形態５に係わる噴霧ヘッド３Ｅは、実施の形態１に係わる噴霧ヘッド３Ａと噴霧ノズル１０から噴霧される噴霧領域３４が水平面から上方に向いている点が異なっており、その他は同様であるので同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
実施の形態５に係わる噴霧ヘッド３Ｅでは、噴霧ヘッダ１１Ｅの６面の側面のそれぞれの中心に設けられた孔１７に一端が水平に接続された延長配管１２Ｅの他端が水平面から上方に彎曲し、他端の断面が水平面から２７．５度傾いている。噴霧ノズル１０の中心軸が他端の断面に垂直になるようにして噴霧ノズル１０が他端に固定されている。このようにミストを上向きに噴霧するとき、ミストの下降の効果を考慮して、噴霧領域の噴霧外縁が噴霧ヘッダ１１Ｅの上面を含む水平面に対して５°以上傾くように、噴霧ノズル１０の中心軸が噴霧ヘッダ１１Ｅの上面を含む水平面に対して角度θ’２７．５°傾けてある。
【００４４】
なお、実施の形態５においては、噴霧ノズル１０の中心軸を噴霧ヘッダ１１Ｅの上面を含む水平面に対して上向きに噴角４５度の半分２２．５度に５度加算した値だけ傾ける例を取り上げたが、中心軸が水平面に対して上向きに垂直になるように延長配管１２Ａを彎曲させてもよい。
【００４５】
このように、噴霧ノズル１０の中心軸が噴霧ヘッダ１１Ｅの上面を含む水平面に対して角度θ’２７．５度傾けられているので、噴角４５度の噴霧領域にミストが噴霧されたとき、ミストが風に流されても水平面を横切るまでにはミストが蒸散して、噴霧ヘッダ１１Ｅや子配水管４にミストが結露することがない。
また、噴霧ヘッダ１１Ｅの上面を含む水平面に対して噴霧領域の噴霧外縁が５°以上傾けているので、ミストがその水平面にまで降下する時間的余裕ができ、その間にミストを蒸散することができる。
また、上方に噴霧するので、地面に近くから噴霧でき、地面の付近の冷却効果を上げることができる。
【００４６】
実施の形態６．
図１５は、この発明の実施の形態６に係わる降温用噴霧システムの構成図である。
実施の形態６に係わる降温用噴霧システム１Ｆは、実施の形態１の降温用噴霧システム１と異なり、噴霧ヘッダ１１Ａを介さずに、子配水管４に直接複数の噴霧ノズル１０をそれぞれ延長配管１２Ａを介して接続されていることが異なっており、その他は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記して説明を省略する。
【００４７】
このように、子配水管４に間隔を空けて噴霧ノズル１０が接続されているので、直線的に長い、例えば入口通路等に、降温用噴霧システム１Ｆを設置しようとするとき、適切な構成である。そして、延長配管１２Ａにより噴霧ノズル１０が子配水管４から離間されているので、ミストが子配水管４などに結露して液滴が滴下することを防げる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】この発明の実施の形態１に係わる降温用噴霧システムの構成図である。
【図２】この発明の噴霧ヘッドの一部横断面図である。
【図３】この噴霧ヘッドの断面図である。
【図４】噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。
【図５】噴霧ノズルからミストが噴霧される様子を表す図である。
【図６】加圧水供給装置の構成図である。
【図７】ミスト制御盤の機能ブロック図である。
【図８】ミストの噴霧のタイミングチャートである。
【図９】噴霧量を決めるための値が記入された湿り空気線図である。
【図１０】他の条件の下、噴霧量を決めるための値が記入された湿り空気線図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態４に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
【図１４】この発明の実施の形態５に係わる噴霧ヘッドの断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態６に係わる降温用噴霧システムの構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、１Ｆ  降温用噴霧システム、２  柱、３Ａ〜３Ｅ  噴霧ヘッド、４  子配水管、５  加圧水供給装置、６  温湿度計、７  水道、１０  噴霧ノズル、１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｄ、１１Ｅ  噴霧ヘッダ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｅ  延長配管、１４  圧力変換器、１５Ａ  空洞、１６、１７  孔、１８  直管、１９  ベンド管、２０  ハウジング、２１  空洞、２１ａ  開口、２２  感圧逆止弁、２３  リブ、２３ａ  孔、２４  弁収納空洞、２５  駒、２６、２７  空洞、２８  噴流生成空洞、２９  オリフィス、３０  遮断球、３１  バネ、３２  溝、３４  噴霧領域、３５  噴角、３６  噴霧外縁、４０  高圧ポンプ、４１  元弁、４２  主配水管、４３  排水弁、４４  選択弁、４５  ミスト制御盤、４６  排水配管、４７  ブレードホース、５０  噴霧判断手段、５１  給水量制御手段、５２  噴霧シーケンス制御手段、５３  空気線図データベース。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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