(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、液滴により下を通る人を濡らさ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、上記対象の空間の上方に配置され、上記加圧された水をミストとして噴霧する噴霧ヘッドと、上記噴霧ヘッドの下方に配置され、液滴を受けるドレインポットと、が備えられている。【選択図】図１
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【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、
上記対象の空間の上方に配置され、上記加圧された水をミストとして噴霧する噴霧ヘッドと、
上記噴霧ヘッドの下方に配置され、液滴を受けるドレインポットと、
が備え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】
鉛直方向に上記噴霧ヘッドと上記ドレインポットとを同一水平面上に投影したとき、上記ドレインポットの投影の外周が上記噴霧ヘッドの投影の外周を内包す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】
上記ドレインポットは、上記噴霧ヘッドから結合部材を介して吊り下げられていることを特徴とする請求項１または２に記載する降温用噴霧システム。
【請求項４】
上記ドレインポットは、中心部が最低部となり、外周部に向かって高くなる皿状の部材からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項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、水平または上向き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、液滴により下を通る人を濡らさ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、上記対象の空間の上方に配置され、上記加圧された水をミストとして噴霧する噴霧ヘッドと、上記噴霧ヘッドの下方に配置され、液滴を受けるドレインポットと、が備えられている。
【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、噴霧ヘッドから噴霧されたミストが径の大きな液滴に成長して落下しても、ドレインポットにより液滴が受け止められるので、噴霧ヘッドの下方にいる人を濡らすことが防止できる。
【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、実施の形態１に係わる加圧水供給装置の構成図である。図６は、実施の形態１に係わるミスト制御盤の機能ブロック図である。図７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ときの一部断面図である。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ときの断面図である。
【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３、噴霧ヘッド３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、噴霧ヘッド３の下方に配備され、柱２に固定されたドレインポット７が備えられている。ドレインポット７は、柱２、噴霧ヘッド３および子配水管４の表面にミストが付着して大きな径に成長し、落下する液滴を受け止めることができるように、中心部が最低部の浅皿状の部材である。この中心部が柱２に固定されている。さらに、この中心部には受け止めた液滴を排水する排水管８が接続され、排水管８を通して水が地上に流される。また、鉛直方向に噴霧ヘッド３とドレインポット７とを同一水平面上に投影したとき、ドレインポット７の投影の外周が噴霧ヘッド３の投影の外周を内包する。
また、加圧水供給装置５には水道９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。
【００１０】
噴霧ヘッド３は、図２に示すように、子配水管４を通して導水された加圧水を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１１、噴霧ヘッダ１１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１２、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、延長配管１２の長さは、１５ｃｍ、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、ミストのザウター平均粒径および９０％累積体積粒径に基づいて設定される。
ここで、６個の噴霧ノズル１０を噴霧ヘッド３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１１は、図２、図３に示すように、中心軸が鉛直方向に配され、断面が６角形の空洞１５が内部に形成されている６角筒である。そして、６角筒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、外側と断面が６角形の空洞１５とが連通されている。また、６角筒の各側面の中心に延長配管１２が連結される孔１７が設けられ、外側と断面が６角形の空洞１５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１２に給水されていく。噴霧ヘッダ１１は、ステンレスからできている。
【００１２】
延長配管１２は、図３に示すように、円筒管であり、噴霧ヘッダ１１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１１の下側の端面を含む水平面から円筒管の中心軸が角度θ＝２２．５°お辞儀するように傾いている。延長配管１２は、ステンレスからできている。
その延長配管１２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１１の下側の端面を含む水平面から角度θ２２．５°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１９を有している。そして、円筒状のハウジング１９の中心軸に沿って、延長配管１２を介して供給された加圧水を受ける断面が円形の加圧水受け空洞２０、加圧水受け空洞２０の下流側に位置し、断面が加圧水受け空洞２０の径より小さい円形の空洞２１、感圧逆止弁２２を収納し、断面が空洞２１の径より大きい円形であり、下流側の端面の外縁部が中心方向に突き出されたリブ２３により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、断面が加圧水受け空洞２０の径と等しい円形の空洞２６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が連なるようにして設けられている。
【００１４】
そして、弁収納空洞２４には、空洞２１の下流側の開口２１ａを閉鎖／開放する感圧逆止弁２２が挿入されている。
感圧逆止弁２２は、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、他端がリブ２３に固定され、遮断球３０に所定のバネ圧が掛けられるように撓んでいるバネ３１から構成されている。
そして、空洞２１の水圧が所定のバネ圧を越えたとき、遮断球３０と空洞２１の開口２１ａとが離反して、その隙間から弁収納空洞２４に水が流れ込む。
【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。
加圧水受け空洞２０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】
加圧水供給装置５は、図５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３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。
【００１８】
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３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道水が供給されている。
【００１９】
ミスト制御盤４５は、図６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。
【００２０】
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７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の作動を開始して、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３に連なる選択弁４４を開放して、加圧水が子配水管４を経由して上昇圧力波として伝搬し、噴霧ヘッド３に水が供給される。このときの加圧水受け空洞２０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。
【００２１】
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を開放することにより下降圧力波が子配水管４内を伝搬され、噴霧ノズル１０の加圧水受け空洞内の水圧が１ＭＰａ以下に低下するので、感圧逆止弁２２が閉まり、ミストの噴霧が停止される。
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の作動を停止し、選択弁４４を閉じる。その後、元弁４１と排水弁４３とを閉じる。
【００２２】
次に、噴霧ヘッド３から噴霧されたミストの様子を説明する。
噴霧されたミストは、蒸散しながら下方に降下していく。そして、風が水平方向に流れているときには、ミストが噴霧ヘッド３、子配水管４、柱２の表面に付着して径の大きな液滴となり、下方に落下していく。しかし、ドレインポット７の水平方向の外周が噴霧ヘッド３の柱２から水平方向に最も離れている点の外側にあるので、落下してくる液滴を受けて排水管８から地上に排水され、噴霧ヘッド３の下を通りかかる人を濡らすことがない。
【００２３】
このような降温用噴霧システム１は、噴霧ヘッド３から噴霧されたミストが径の大きな液滴に成長して落下しても、ドレインポット７により受け止められるので、下方にいる人を濡らすことが防止できる。
【００２４】
なお、延長配管１２が同一の長さとした例について説明したが、長さが異なる延長配管１２から構成されているときには、最も長い延長配管１２の先端に付けられた噴霧ノズル１０の点を鉛直にドレインポット７上に投影し、ドレインポット７の外周がその投影した点の外側にあるようにドレインポット７の径を設定すれば、同様に下を通りかかる人を濡らすことがない。
【００２５】
実施の形態２．
図８は、この発明の実施の形態２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２に係わる降温用噴霧システム１Ｂは、図８に示すように、施設の天井の梁６０から吊下部材６１により噴霧ヘッド３が吊り下げられている。そして、噴霧ヘッド３には、梁６０と吊下部材６１とに這わされて配管された子配水管４が接続されている。
そして、噴霧ヘッダ１１から下方に伸ばされた結合部材６２の下端にドレインポット７Ｂの中央部が固定されている。このドレインポット７Ｂは、中央部が最低部である浅皿状の形状である。浅皿状のドレインポット７Ｂの外周は、ドレインポット７Ｂを鉛直方向に移動して噴霧ヘッド３に重ね合わせたとき、噴霧ヘッド３を内包している。
【００２６】
このような降温用噴霧システムは、梁６０などから吊り下げられた噴霧ヘッド３の場合でも、噴霧ヘッド３の下方にドレインポット７Ｂが配備されているので、実施の形態１と同様に径の大きな液滴が下方を通りかかる人を濡らすことが防げる。
【００２７】
実施の形態３．
図９は、この発明の実施の形態３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３に係わる降温用噴霧システム１Ｃ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１１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１２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。
【００２８】
子配水管４は、図９に示すように、建物の桟６３に這わされて配管されている。その子配水管４の途中から延長配管１２が水平方向に接続されている。噴霧ノズル１０は、延長配管１２の延長上に配設されている。
そして、噴霧ノズル１０と延長配管１２の表面にミストが付着して径の大きな液滴が落下したとき、その液滴を受け取るドレインポット７Ｃが、噴霧ノズル１０と延長配管１２の下方に結合部材６２Ｂを介して桟６３から吊り下げられている。
【００２９】
このように、直線的に長い施設に、例えば入口通路等に、降温用噴霧システム１Ｃを設置しようとするとき、噴霧ノズル１０と延長配管１２との下方にドレインポット７Ｃが吊り下げられているので、径の大きな液滴が落下しても下を通りかかる人を濡らすことがない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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】加圧水供給装置の構成図である。
【図６】ミスト制御盤の機能ブロック図である。
【図７】ミストの噴霧のタイミングチャートである。
【図８】この発明の実施の形態２に係わる降温用噴霧システムの構成図である。
【図９】この発明の実施の形態３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】
【００３１】
１、１Ｂ、１Ｃ  降温用噴霧システム、２  柱、３  噴霧ヘッド、４  子配水管、５  加圧水供給装置、６  温湿度計、７、７Ｂ、７Ｃ  ドレインポット、８  排水管、９  水道、１０  噴霧ノズル、１１  噴霧ヘッダ、１２  延長配管、１４  圧力変換器、１５  空洞、１６、１７  孔、１８  直管、１９  ハウジング、２０、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、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、６０  梁、６１  吊下部材、６２、６２Ｂ  結合部材、６３  桟。
【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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