(57)【要約】【課題】外気温が高い日中等であっても、ミストノズルから噴霧されるミストを包み込む気流空間で形成される環境の温度低下量を大きくすることができる冷却装置を提供する。【解決手段】空気が流入する供給口２０と、供給口２０から流入した空気が上方へ向かって流れる供給ダクト２２と、供給ダクト２２において、供給口２０よりも上方に設けられており、供給ダクト２２を流れる空気の流れを発生させる送風機３０と、送風機３０を通過して、下方へ吹き出す吹出口を設けた吹出ダクト２３と、吹出ダクト２３に設けられており、吹出口２４から下方に吹き出す空気流によって、自然風を遮断する空間に向かって、吹出ダクト２３から離れる下方へ霧を噴出する噴霧ノズル２６とを備えており、吹出口から下方に吹き出す空気流に向かって、霧で冷却された空気を取り込む供給口２０を、供給ダクト２２に配置した。【選択図】図１
2019020040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気が流入する供給口と、
前記供給口から流入した空気が上方へ向かって流れる供給ダクトと、
前記供給ダクトにおいて、前記供給口よりも上方に設けられており、前記供給ダクトを流れる空気の流れを発生させる送風機と、
前記送風機を通過して、下方へ吹き出す吹出口を設けた吹出ダクトと、
前記吹出ダクトに設けられており、前記吹出口から下方に吹き出す空気流によって、自然風を遮断する空間に向かって、前記吹出ダクトから離れる下方へ霧を噴出する噴霧ノズルと、を備え、
前記吹出口から下方に吹き出す空間側に向かって、霧で冷却された空気を取り込む前記供給口を、前記供給ダクトに配置したことを特徴とする、冷却装置。
【請求項２】
前記供給口の面積が前記吹出口の面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の冷却装置。
【請求項３】
前記送風機を少なくとも２つ、気流の流れに対して並列に配置したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記送風機を少なくとも２つ、気流の流れに対して直列に配置したことを特徴とする、請求項１又は２に記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、霧を噴出して屋外空間を冷却する冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
夏場の気温が高いとき、路面からの照り返しによって路面付近の温度が非常に高くなることがある。この場合、通行者の体感温度が上昇し、通行者の不快感が増大する。
【０００３】
このような不快感を軽減するため、特許文献１には、本体と、本体の周囲に設置され外方に向かって水をミスト状に噴霧する少なくとも１つのミストノズルと、このミストノズルの上方に設置され、気流をミストノズルから噴霧されるミストに向けて吹き出す通気孔とを備えた冷却装置に関する技術が開示されている。係る冷却装置では、ミストノズルから噴霧されるミストを包み込む気流空間で形成される環境を、ミストの気化熱による冷却作用を利用して効率的に環境を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−０２８２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、外気温が高い日などには通気孔から吹き出す気流の温度が上昇するため、ミストノズルから噴霧されるミストを包み込む気流空間で形成される環境の温度低下量が小さい。
【０００６】
本発明は、上述の従来の課題を解決するもので、外気温が高い日中等であっても、ミストノズルから噴霧されるミストを包み込む気流空間で形成される環境の温度低下量を大きくすることができる冷却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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、空気が流入する供給口と、前記供給口から流入した空気が上方へ向かって流れる供給ダクトと、前記供給ダクトにおいて、前記供給口よりも上方に設けられており、前記供給ダクトを流れる空気の流れを発生させる送風機と、前記送風機を通過して、下方へ吹き出す吹出口を設けた吹出ダクトと、前記吹出ダクトに設けられており、前記吹出口から下方に吹き出す空気流によって、自然風を遮断する空間に向かって、前記吹出ダクトから離れる下方へ霧を噴出する噴霧ノズルと、を備え、前記吹出口から下方に吹き出す空気流に向かって、霧で冷却された空気を取り込む前記供給口を、前記供給ダクトに配置したものである。
【０００８】
これによって、上記の吹出口から吹き出された気流が生成するエアーカーテンにより自然風から遮断された空間内の空気が循環し、霧の気化熱によって繰り返し冷却されるので、当該空間内の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の冷却装置は、外気温が高い日中等であっても、ミストノズルから噴霧されるミストを包み込む気流空間で形成される環境の温度低下量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る冷却装置１０Ａの構成を示す側面図
【図２】実施の形態１に係る冷却装置１０Ａの構成を示す正面図
【図３】実施の形態２に係る冷却装置１０Ｂの構成を示す正面図
【図４】実施の形態３に係る冷却装置１０Ｃの構成を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、冷却装置が、空気が流入する供給口と、供給口から流入した空気が上方へ向かって流れる供給ダクトと、供給ダクトにおいて、供給口よりも上方に設けられており、供給ダクトを流れる空気の流れを発生させる送風機と、送風機を通過して、下方へ吹き出す吹出口を設けた吹出ダクトと、吹出ダクトに設けられており、吹出口から下方に吹き出す空気流によって、自然風を遮断する空間に向かって、吹出ダクトから離れる下方へ霧を噴出する噴霧ノズルとを備えており、吹出口から下方に吹き出す空気流に向かって、霧で冷却された空気を取り込む供給口を、供給ダクトに配置したことにある。
【００１２】
当該構成によれば、上記の吹出口から吹き出された気流が生成するエアーカーテンにより自然風から遮断された空間内の空気が循環し、霧の気化熱によって繰り返し冷却される。したがって、当該空間内の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、供給口の面積が吹出口の面積よりも大きいことにある。
【００１４】
当該構成によれば、空気が供給口から吹出口までの間の風路を流れる際に、供給口の面積が吹出口の面積よりも大きいため、空気が供給口を通過する圧力損失が比較的に小さく、同一回転数における送風機３０の送風量が上昇するため、空気流量が増加し、供給口から流入した比較的低温の空気と風路を構成する部材との熱交換量が増加することで風路を構成する部材の温度が低下する。これにより、単位流量あたりの伝熱量を少なくすることができるので、吹出口から温度の低い空気を吹き出すことができる。したがって、日射が強く本体が高温になる場合であっても、当該空間内の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【００１５】
第３の発明は、第１または第２の発明において、送風機を少なくとも２つ、気流の流れに対して並列に配置したことにある。
【００１６】
当該構成によれば、日射が強く本体が高温になる場合であっても、送風機の並列化により、空気流量が増加することにより、供給口から流入した比較的低温の空気と風路を構成する部材との熱交換量が増加することで風路を構成する部材の温度が低下する。これにより、単位流量あたりの伝熱量を少なくすることができるので、吹出口から温度の低い空気を吹き出すことができる。
【００１７】
したがって、日射が強く本体が高温になる場合であっても、当該空間内の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【００１８】
第４の発明は、第１または第２の発明において、送風機を少なくとも２つ、気流の流れに対して直列に配置したことにある。
【００１９】
当該構成によれば、自然風が強く、かつ、日射が強く本体が高温になる場合であっても、送風機の直列化により、機内静圧上昇により、エアーカーテン力を強化し、また、空気流量が増加することにより、供給口から流入した比較的低温の空気と風路を構成する部材との熱交換量が増加することで風路を構成する部材の温度が低下する。これにより、単位流量あたりの伝熱量を少なくすることができるので、吹出口から温度の低い空気を吹き出
すことができる。
【００２０】
したがって、自然風が強く、かつ、日射が強く本体が高温になる場合であっても、当該空間内の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
［冷却装置１０Ａの構成］
図１および図２は、実施の形態１に係る冷却装置１０Ａの構成を示す図である。図１は、冷却装置１０Ａの側面の側面図である。図２は、冷却装置１０Ａの正面図である。
【００２２】
図１および図２において、冷却装置１０Ａは、供給口２０と、供給ダクト２２と、送風機３０と、吹出ダクト２３と、吹出口２４と、噴霧ノズル２６とを備える。
【００２３】
供給口２０からは外部の空気が流入する。供給口２０の開口方向は自由に設定することができる。例えば図１に示すように、供給口２０を水平方向に開口させることで、雨天時などに供給口２０から雨水が侵入することを防止できる。
【００２４】
供給ダクト２２内では、供給口２０から流入した空気が上方へ向かって流れる。
【００２５】
吹出口２４は、吹出ダクト２３において供給口２０よりも上方の位置に設けられており、吹出ダクト２３を流れる空気を下方へ吹き出す。吹出口２４は、複数設けられる。ただし、吹出口２４は、１つだけ設けられてもよい。吹出口２４の断面形状は矩形であるが、円形や、楕円形、多角形であってもよい。
【００２６】
送風機３０は、上述の空気の流れを発生させる。すなわち、送風機３０は、供給口２０から流入し、供給ダクト２２を通って、送風機３０によって昇圧され、吹出ダクト２３を通って吹出口２４から吹き出す気流を発生させる。
【００２７】
噴霧ノズル２６は、吹出ダクト２３の下面に設けられており、吹出ダクト２３から離れる下方へ霧を噴出する。噴霧ノズル２６は、複数設けられる。ただし、噴霧ノズル２６は、１つだけ設けられてもよい。
【００２８】
供給口２０は、各吹出口２４から吹き出す気流の方向に延びる境界線５１によって形成されるエアーカーテンによって仕切られた空間内５０の霧で冷却された空気を取り込んだときに、吸込み空気の温度が、外環境の気温に対して所定の温度以下になるように配置されている。
【００２９】
供給口２０は２つ以上配置されている。ただし、供給口２０は、１つだけ設けられてもよい。
【００３０】
また、供給口２０の面積は、吹出口２４の面積よりも大きい。
【００３１】
また、送風機３０は、供給口２０より上部にあり、かつ、吹出口２４までに至る風路上であれば、何れの位置に設置しても良い。
［動作］
以下、実施の形態１に係る冷却装置１０Ａの動作及び作用を、図１および図２を参照しながら説明する。
【００３２】
送風機３０が稼働すると、供給口２０から流入し、供給ダクト２２を通って吹出口２４から吹き出す気流が発生する。ここで、エアーカーテンで仕切られた空間内５０には冷たい空気だけでなく未蒸発の霧（水滴）も存在する。供給ダクト２２は鉛直ダクトとなっているため、供給口２０から流入した空気中に含まれる相対的に粒径の大きい水滴は自重で落下し、除去されるので吹出口２４から相対的に粒径が大きな水滴が吹き出さることを防止できる。一方、供給口２０から流入した空気中に含まれる霧中の相対的に粒径の小さい水滴は供給ダクト２２を通過する過程で蒸発し、吹出口２４から吹き出す空気の温度を下げることができる。
【００３３】
噴霧ノズル２６から噴出された霧は、吹出口２４から吹き出された気流によって、エアーカーテンで仕切られた空間５０の外への流出が抑制され、空間内５０に留まって蒸発する。この霧の気化熱により、空間内５０の空気が冷却される。
【００３４】
供給口２０は、エアーカーテンで仕切られた空間内５０の空気を取り込む位置に配置されている。したがって、供給口２０からは、上述の霧の気化熱により冷却された空気が流入する。その空気は、再び吹出口２４から吹き出されて、上述同様、霧の気化熱によって冷却される。すなわち、エアーカーテンで仕切られた空間内５０の空気が、霧の気化熱によって繰り返し冷却される。これにより、当該空間内５０の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【００３５】
このように、エアーカーテンで仕切られた空間内５０の空気を循環させることで、比較的少ない噴霧量（つまり水の使用量）で、当該空間内５０の空気の温度低下量を大きくすることができる。なぜなら、エアーカーテンで仕切られた空間内５０の空気を循環させずに当該空間内５０の空気の温度低下量を大きくするには、単位体積あたりの気化熱量を高めるために、大量の霧を噴出する（つまり大量の水を使用する）必要があるからである。
【００３６】
また、供給口２０の面積が吹出口２４の面積よりも大きいので、圧力損失低下に伴う空気流量増加により、供給口から流入した空気と風路を構成する部材との熱交換量が増加することで風路を構成する部材の温度が低下する。すなわち、風路を流れる空気が、単位流量において当該風路を介して外気温から得る熱量を比較的小さくすることができる。したがって、日射が強く本体が高温になる環境であっても、風路を通る間の空気の温度上昇が抑制されるので、当該空間内５０の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【００３７】
本実施の形態の冷却装置１０Ａは、空気が流入する供給口２０と、供給口２０から流入した空気が上方へ向かって流れる供給ダクト２２と、供給ダクト２２において、供給口２０よりも上方に設けられており、供給ダクト２２を流れる空気の流れを発生させる送風機３０と、送風機３０を通過して、下方へ吹き出す吹出口を設けた吹出ダクト２３と、吹出ダクト２３に設けられており、吹出口２４から下方に吹き出す空気流によって、自然風を遮断する空間に向かって、吹出ダクト２３から離れる下方へ霧を噴出する噴霧ノズル２６とを備えており、吹出口から下方に吹き出す空気流に向かって、霧で冷却された空気を取り込む供給口２０を、供給ダクト２２に配置したものである。
【００３８】
例えば、図１および図２のように、供給ダクト２２の下流側に供給口２０の開口部を設置することで、吹出口２４から下方に吹き出す空気流の方向に延びる境界線５１によって形成されるエアーカーテンによって仕切られた空間内５０の空気を取り込む位置に供給口２０を配置することができる。
（実施の形態２）
実施の形態１でも述べたように、日射が強い場所に設置して供給口２０から吹出口２４までの風路が暖められて高温になり、供給口２０から吸込んだ空気が、供給口２０から吹出口２４までの風路から受熱して、吹出口２４から送風される空気が暖められ得る。
【００３９】
送風機３０が供給口２０と吹出口２４との間に設けられている場合、吹出口２４から送風される空気の温度を下げるために、送風機３０の風量を増加させることが望ましい。そこで、吹出口２４から送風される空気の温度の上昇を妨げる構成について、実施の形態２および３で説明する。
［冷却装置１０Ｂの構成］
図３は、実施の形態２に係る冷却装置１０Ｂの構成を示す図である。図３は、冷却装置１０Ｂの正面図である。なお、図１と同じ構成部分については、同じ参照符号を用い、詳細な説明を省略する。
【００４０】
図３において、冷却装置１０Ｂは、供給口２０から吹出口２４までの風路に、送風機３０Ａが、気流の流れに対して並列に２台配置されている。
【００４１】
図３において、送風機３０Ａは、３台以上複数台が並列に設けられてもよい。
［動作］
以下、実施の形態２に係る冷却装置１０Ｂの動作及び作用を、図３を参照しながら説明する。
【００４２】
供給口２０から流入し、供給ダクト２２を通って、送風機３０Ａに到達した空気は分配され、２台の送風機３０Ａに吸込まれて、昇圧して、吹出される。
【００４３】
これにより、日射が強く本体が高温になる場合であっても、送風機の並列化により、空気流量が増加することにより、供給口から流入した空気と風路を構成する部材との熱交換量が増加することで風路を構成する部材の温度が低下する。これにより、単位流量あたりの伝熱量を少なくすることができるので、吹出口から温度の低い空気を吹き出すことができる。
（実施の形態３）
［冷却装置１０Ｃの構成］
図４は、実施の形態３に係る冷却装置１０Ｃの構成を示す図である。図４は、冷却装置１０Ｃの側面図である。なお、図１と同じ構成部分については、同じ参照符号を用い、詳細な説明を省略する。
【００４４】
図４において、冷却装置１０Ｃは、供給口２０から吹出口２４までの風路に、送風機３０Ｂが、気流の流れに対して直列に２台配置されている。
【００４５】
図４において、送風機３０Ｂは、３台以上複数台が直列に設けられてもよい。
［動作］
以下、実施の形態３に係る冷却装置１０Ｃの動作及び作用を、図４を参照しながら説明する。
【００４６】
供給口２０から流入し、供給ダクト２２を通って、送風機３０Ｂに到達した空気は、１台目の送風機３０Ｂに吸込まれて、昇圧して、吹出される。次に、２台目の送風機３０Ｂに吸込まれて、さらに昇圧して、吹出される。
【００４７】
これにより、自然風が強く、かつ、日射が強く本体が高温になる場合であっても、送風機の直列化により、機内静圧上昇により、エアーカーテン力を強化し、また、空気流量が増加することにより、供給口から流入した空気と風路を構成する部材との熱交換量が増加することで風路を構成する部材の温度が低下する。これにより、単位流量あたりの伝熱量を少なくすることができるので、吹出口から温度の低い空気を吹き出すことができる。
【００４８】
したがって、自然風が強く、日射が強く本体が高温になる場合であっても、当該空間内の空気の温度低下量を大きくすることができる。
【００４９】
上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、ミストを屋外および半屋外空間に噴き出して屋外および半屋外空間を冷却する冷却装置に用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００５１】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  冷却装置
２０  供給口
２２  供給ダクト
２３  吹出ダクト
２４  吹出口
２６  噴霧ノズル
３０、３０Ａ、３０Ｂ  送風機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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