(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気が通過するケーシングと、
前記ケーシング内で前記大気を加湿する加湿部とを備え、
前記加湿部は、
前記大気に対して水粒子を噴出する複数の噴霧ノズルと、
前記複数の噴霧ノズルを支持し、当該複数の噴霧ノズルを前記大気の通過方向に対して交差する平面に沿って回転させる回転部とを備え、
前記回転部は、
脚部と、
前記複数の噴霧ノズルが、多重円のリング状ヘッダに所定間隔を空けて取り付けられた状態で、前記脚部に回転自在に支持された回転フレームとを備え、
前記回転フレームには、当該回転フレームを回転させる駆動源となる回転翼が取り付けられていることを特徴とする加湿装置。
【請求項２】
請求項１記載の加湿装置において、
前記回転翼の取り付け角度は、一方向にのみ調整自在であることを特徴とする加湿装置。
【請求項３】
請求項１記載の加湿装置において、
前記回転翼の取り付け角度は二方向で調整自在であることを特徴とする加湿装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加湿装置に係り、特に大気浄化システムに組み込まれる加湿装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、都市部交差点やトンネル換気所等には、大気汚染物質である浮遊粒子状物質ＳＰＭ及び窒素酸化物ＮＯｘ（ＮＯ、ＮＯ２）を同時に除去するべく大気浄化システムを設置することがある。この大気浄化システムとしては、大気を加湿する加湿装置と、加湿された大気から窒素酸化物を除去する脱硝装置とを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、従来の大気浄化システムの概略構成を示す模式断面図である。この図１０に示すように大気浄化システム１００には、大気を取り込むダクト１０１と、ダクト１０１の下流に配置された加湿装置１１０と、加湿装置１１０の下流に配置された脱硝装置１２０とが設けられている。
加湿装置１１０には、ダクト１０１から脱硝装置１２０までの大気の流路を形成するケーシング１１１が設けられている。このケーシング１１１の内壁に沿って、大気の流路を囲むように噴霧ノズル１１２が多数配置されている（図１１参照）。各噴霧ノズル１１２には水供給管１１３によって水が供給されている。
脱硝装置１２０には、加湿装置１１０を通過した大気を取り込む複数の取込口１２１と、各取込口１２１に対応して設けられた吸着剤１２２及び脱硝トレイ１２３と、各取込口１２１から各吸着剤１２２まで大気を案内する複数のガイド部１２４と、吸着剤１２２及び脱硝トレイ１２３を通過した大気を外部に排出する複数の排出口１２５とが設けられている。
【０００４】
そして、ダクト１０１から流入した大気は、噴霧ノズル１１２から水粒子が噴出されているために、加湿装置１１０を通過する際に加湿される。加湿された大気は、取込口１２１から脱硝装置１２０に流入し、吸着剤１２２及び脱硝トレイ１２３を通過することで、窒素酸化物が除去された状態で、排出口１２５から排出される。これにより、大気が浄化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４３２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで近年においてはコスト削減のため、噴霧ノズル１１２の設置個数の低減や、加湿水量の低減及び加湿効率の向上が望まれている。
このため、本発明の課題は、従来よりも噴霧ノズルを少なくし、加湿水量を抑制したとしても加湿効率を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明に係る加湿装置は、
大気が通過するケーシングと、
前記ケーシング内で前記大気を加湿する加湿部とを備え、
前記加湿部は、
前記大気に対して水粒子を噴出する複数の噴霧ノズルと、
前記複数の噴霧ノズルを支持し、当該複数の噴霧ノズルを前記大気の通過方向に対して交差する平面に沿って回転させる回転部とを備え、
前記回転部は、
脚部と、
前記複数の噴霧ノズルが、多重円のリング状ヘッダに所定間隔を空けて取り付けられた状態で、前記脚部に回転自在に支持された回転フレームとを備え、
前記回転フレームには、当該回転フレームを回転させる駆動源となる回転翼が取り付けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の加湿装置において、
前記回転翼の取り付け角度は、一方向にのみ調整自在であることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の加湿装置において、
前記回転翼の取り付け角度は二方向で調整自在であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、回転部が複数の噴霧ノズルを大気の通過方向に対して交差する平面に沿って回転させているので、擬似的に一平面上に多数の噴霧ノズルが配列された状態を形成することができ、従来よりも少ない噴霧ノズルにして加湿水量を抑制したとしても加湿効率を高めることが可能となる。
【００１６】
また、請求項１記載の発明によれば、リング状ヘッダに所定間隔を空けて複数の噴霧ノズルが取り付けられているので、擬似的な一平面上に多数の噴霧ノズルを設置した状態をより正確に再現することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、回転翼の取り付け角度が、一方向にのみ調整自在であるので、気流を効果的に受けることのできる取り付け角度に調整することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、回転翼の取り付け角度が二方向で調整自在であるので、より細かな調整が可能となり、気流をより効果的に受けることのできる取り付け角度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の加湿装置を備えた大気浄化システムを示す模式断面図である。
【図２】図１の加湿装置に備わる回転部の概略構成を示す正面図である。
【図３】図１の加湿装置に備わる噴霧ノズルの概略構成を示す断面図である。
【図４】図３の噴霧ノズルの先端部を示す正面図である。
【図５】図２の回転部の変形例を示す正面図である。
【図６】図１の大気浄化システムにおける加湿装置の変形例を示す模式断面図である。
【図７】図１の加湿装置に備わる回転部の変形例を示す側面図である。
【図８】図１の加湿装置に備わる回転部の変形例を示す側面図である。
【図９】図１の加湿装置に備わる回転部の変形例を示す側面図である。
【図１０】従来の加湿装置を備えた大気浄化システムを示す模式断面図である。
【図１１】図１０の加湿装置に備わる噴霧ノズルの配列位置を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本実施形態に係る大気浄化システムの概略構成を示す模式断面図である。この図１に示すように大気浄化システム１には、大気を取り込むダクト２と、ダクト２の下流に配置された加湿装置３と、加湿装置３の下流に配置された脱硝装置４とが設けられている。
【００２１】
脱硝装置４には、加湿装置３を通過した大気を取り込む複数の取込口４１と、各取込口４１に対応して設けられた吸着剤４２及び脱硝トレイ４３と、各取込口４１から各吸着剤４２まで大気を案内する複数のガイド部４４と、脱硝トレイ４３内の吸着剤４２を通過した大気を外部に排出する複数の排出口４５とが設けられている。
【００２２】
加湿装置３には、ダクト２から脱硝装置４までの大気の流路を形成するケーシング３１と、ケーシング３１内で大気を加湿する加湿部３２とが設けられている。
【００２３】
加湿部３２は、大気に対して水粒子を噴出する複数の噴霧ノズル３３と、複数の噴霧ノズル３３を支持し、当該複数の噴霧ノズル３３を大気の通過方向Ｘに対して交差する平面に沿って回転させる回転部３４とを備えている。
回転部３４は、上下方向に立設した脚部３５と、脚部３５に取り付けられた状態で複数の噴霧ノズル３３を支持する回転フレーム３６と、回転フレーム３６を駆動させる駆動源３７とを備えている。
図２は回転部３４の概略構成を示す正面図である。この図２に示すように、回転フレーム３６は、上下方向に沿って配置されていて、その中央部分が駆動源３７の回転軸に連結された状態で脚部３５の上部に回転自在に支持されている。
また、回転フレーム３６には、回転軸を中心としてそれぞれ２つずつの噴霧ノズル３３が所定の間隔を空けて取り付けられている。脚部３５及び回転フレーム３６の内部は、水の供給路となっていて、各噴霧ノズル３３に対して水を供給できるようになっている。
そして、駆動源３７の動力が回転フレーム３６に伝達され、当該回転フレーム３６が脚部３５上で回転すると、複数の噴霧ノズル３３が大気の通過方向Ｘに対して直交する平面に沿って回転することになる。
【００２４】
図３は、噴霧ノズル３３の概略構成を示す断面図であり、図４は、噴霧ノズル３３の先端部を示す正面図である。図３に示すように、噴霧ノズル３３は、筒状の本体３３１と、本体３３１の噴射側壁３３２の内面に固定したノズルチップ３３３とを備えている。本体３３１は、円筒状の周壁３３４の一端を噴射側壁３３２で閉鎖し、その中央に噴口３３５を設ける一方、周壁３３４の他端は開口３３６とする。開口３３６は、供給路と連通していて、この開口３３６を介して本体３３１の中空部３３７に水が流入している。
【００２５】
ノズルチップ３３３は、略円板形状であり、本体３３１の成形時にモールドして、本体３３１の噴射側壁３３２の内面に固定されている。ノズルチップ３３３は、本体３３１の噴射側壁３３２の中心の噴口３３５と連通する噴射孔３３８を中央に備え、噴射孔３３８から噴口３３５を通して水を霧状として噴射するようになっている。噴射孔３３８は、流入側から縮径するテーパ状穴部３３９と、テーパ状穴部３３９に連続して噴口３３５に連通する小径穴部３４０とからなる。図４に示すように、ノズルチップ３３３の内面には、９０度間隔を空けて円弧状に湾曲された複数の旋回溝３４１が形成されている。これら旋回溝３４１の内周端はテーパ状穴部３３９の周縁と連通されており、旋回溝３４１を通して水を旋回させながら流入するようになっている。
【００２６】
噴霧ノズル３３では、供給路から本体３３１に流入する水が、噴射側においてノズルチップ３３３の旋回溝３４１を通り、旋回流となって噴射孔３３８のテーパ状穴部３３９に流入する。流入した水は、テーパ状穴部３３９の内周面に沿って旋回しながら衝突するため、水滴が微細化される。テーパ状穴部３３９より噴射側の小径穴部３４０に流入し、さらに、連通した本体３３１の噴口３３５から１０〜３０μｍの微粒子の水滴を含むセミドライフォグを噴射するものとしている。
なお、噴霧ノズル３３に供給する水の圧力は、０．１〜１０ＭＰａ程度に設定されていることが好ましい。また、上述した噴霧ノズル３３は、あくまで一例であり、これ以外の噴霧ノズルを適用することも可能である。
【００２７】
次に、本実施形態の作用について説明する。
大気を取り込む以前に、回転部３４は駆動源３７によって回転フレーム３６を回転させながら噴霧ノズル３３から水粒子を噴出させている。そして、ダクト２からケーシング３１内に流入した大気（図１の矢印）は、噴霧ノズル３３から水粒子が噴出されているために、加湿装置３を通過する際に加湿される。加湿された大気は、取込口４１から脱硝装置４に流入し、脱硝トレイ４３内の吸着剤４２を通過することで、窒素酸化物が除去された状態で、排出口４５から排出される。これにより、大気が浄化される。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、回転部３４が複数の噴霧ノズル３３を大気の通過方向に対して直交する平面に沿って回転させているので、擬似的に一平面上に多数の噴霧ノズル３３が配列された状態を形成することができる。これにより、従来よりも少ない噴霧ノズル３３にして加湿水量を抑制したとしても加湿効率を高めることが可能となる。
また、駆動源３７によって回転フレーム３６を回転させているので、大気の気流が小さくとも確実に回転フレーム３６を回転させることができる。
【００２９】
例えば、上記実施形態では、複数の噴霧ノズル３３が大気の通過方向Ｘに対して直交する平面に沿って回転する場合を例示したが、少なくとも通過方向Ｘに対して交差する平面に沿って回転すればよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、回転フレーム３６が駆動源３７によって回転する場合を例示して説明したが、大気の気流によって回転フレーム３６を駆動させることも可能である。例えば図５に示す加湿装置３Ａであると、駆動源３７がない代わりに、大気の流れによって回転する羽根部３８が脚部３５に回転自在に支持されており、この羽根部３８の回転に追従して回転フレーム３６が回転するようになっている。このように羽根部３８の回転に追従して回転フレーム３６が回転すれば、電力等を用いなくとも大気の気流によって回転フレーム３６を回転させることができる。
【００３１】
さらに、図６に示すように、加湿部３２の上流側に、加湿部３２に至るまでに大気を旋回流とする旋回手段８を設けてもよい。この旋回手段８には、大気の流路となる部分に当該大気を旋回流とする複数のフィン８１が配置されている。このように、加湿部３２に至るまでに大気を旋回流とする旋回手段８が設けられているので、大気がケーシング３１を通過するまでの時間を長くすることができる。これにより、大気が水粒子に晒される時間を長くすることができ、より効率的に大気を加湿することができる。
なお、旋回手段８による旋回流の回転方向と、回転フレーム３６の回転方向は、逆方向であることが好ましい。これにより、駆動源３７の回転速度を高めなくとも、大気の気流に対する回転フレーム３６の回転速度を相対的に高めることができる。したがって、駆動源３７の劣化を抑制することができ、長期にわたった使用が可能となる。また、回転速度が相対的に高められているので、駆動源３７自体の回転速度を抑制することもでき、結果的に駆動源３７の駆動エネルギーをも削減することが可能である。
【００３２】
また、上記実施形態では回転フレーム３６の中心を回転軸として、回転させる場合を例示して説明したが、例えば図７に示すように、複数の噴霧ノズル３３を支持した回転フレーム３６ａの一端部を回転軸として回転させてもよい。この場合、回転フレーム３６ａとは回転方向が異なる回転フレーム３６ｂも設置すると、互いの相対的な回転速度が高速化されるために、回転速度が遅くとも、一平面上に多数の噴霧ノズル３３を配列させた状態を擬似的に形成することができる。したがって、駆動源３７の劣化を抑制することができ、長期にわたった使用が可能となる。
【００３３】
また、図８は、回転部の変形例を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。この図８に示す回転部３４Ｂのように、脚部３５によって回転自在に支持されたリング状ヘッダ３６１を回転フレーム３６ｂが備えた構成であってもよい。リング状ヘッダ３６１は、外円部３６２と、内円部３６３と、これら外円部３６２及び内円部３６３を連結する十字状の支柱部３６４とを備えている。外円部３６２及び内円部３６３には、所定間隔を空けて複数の噴霧ノズル３３が取り付けられている。また、外円部３６２、内円部３６３及び支柱部３６４の内部は中空となっていて、脚部３５からの水を各噴霧ノズル３３に供給する供給路となっている。
支柱部３６４には、矩形板状の回転翼３６５が複数取り付けられている。この回転翼３６５は、図８（ｂ）に示すように、上下方向における一端部（図８（ｂ）では下端部）を中心に前後方向に回転するようになっている。これにより、回転翼３６５の取り付け角度θが、一方向にのみ調整自在となっている。
各回転翼３６５に大気の流れが作用すると、回転フレーム３６ｂが回転することになる。
【００３４】
このようにリング状ヘッダ３６１に所定間隔を空けて複数の噴霧ノズル３３が取り付けられているので、擬似的な一平面上に多数の噴霧ノズル３３を設置した状態をより正確に再現することができる。
さらに、回転翼３６５の取り付け角度θが、一方向にのみ調整自在であるので、気流を効果的に受けることのできる取り付け角度に調整することができる。
【００３５】
図９は、回転部の変形例を示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は回転翼を上方から見た図である。図９に示す回転部３４Ｃのように、回転翼３６５ｃは、上下方向における一端部（図９（ｂ）では下端部）を中心に前後方向に回転するとともに、内側端部を中心に前後方向に回転するように、支柱部３６４に取り付けられている。これにより、回転翼３６５ｃの取り付け角度θ１，θ２が二方向で調整自在となり、より細かな調整が可能となる。したがって、気流をより効果的に受けることのできる取り付け角度に調整することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１      大気浄化システム
２      ダクト
３      加湿装置
４      脱硝装置
３１      ケーシング
３２      加湿部
３３      噴霧ノズル
３４      回転部
３５      脚部
３６      回転フレーム
３７      駆動源
４１      取込口
４２      吸着剤
４３      脱硝トレイ
４４      ガイド部
４５      排出口
Ｘ      通過方向
【図１】
0005661442.tif 000002
【図２】
0005661442.tif 000003
【図３】
0005661442.tif 000004
【図４】
0005661442.tif 000005
【図５】
0005661442.tif 000006
【図６】
0005661442.tif 000007
【図７】
0005661442.tif 000008
【図８】
0005661442.tif 000009
【図９】
0005661442.tif 000010
【図１０】
0005661442.tif 000011
【図１１】
0005661442.tif 000012