(57)【要約】      （修正有）【課題】肌に空気の流れを感じることによる風冷作用ではなく、実際に気温を下げることの出来る冷却作用を利用して、特定の方向に霧を送る傾向を強めた冷却装置を提供する。【解決手段】霧をいったんシェル部１０の後側で発生させてシェル部に設けた霧噴出口１２から噴出させる点と、この霧の噴出が特定の方向に行われるように、すなわちシェル部の表側面１１に沿うようにして行われるように霧噴出口が設けられている点とに特徴を有する。このためこの霧噴出口からシェル部の表側面に沿うようにして噴出する霧が、シェル部の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪い冷却効果を発揮する。特にドライなミストを発生させるものでは霧を浴びても濡れた感覚がないため、快適な冷却効果を提供することが出来る。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ノズルを用いる霧発生手段の少なくともノズル部と、該ノズル部を内蔵する中空のシェル部と、を備えており、該シェル部には、前記ノズル部から噴射された霧を前記シェル部の内側から表側面に沿うように噴出して前記シェル部の表側の空気を冷却するための、霧噴出口が設けられている、気化潜熱による冷却装置。
【請求項２】
中空の前記シェル部が環状を呈して、前記霧噴出口が前記シェル部の環状内側に設けられている、請求項１に記載の気化潜熱による冷却装置。
【請求項３】
前記ノズル部から噴射された霧を前記霧噴出口へ送るための送風ファンをさらに有している、請求項１または請求項２に記載の気化潜熱による冷却装置。
【請求項４】
前記霧発生手段が、霧としてのマイクロミストやナノミストなどのドライなミストを発生させるものである、請求項１または請求項２に記載の気化潜熱による冷却装置。
【請求項５】
霧発生手段を内蔵する中空のシェル部が、前記霧発生手段で発生した霧を前記霧噴出口へ送るための送風ファンを有していると共に、前記霧発生手段で発生した霧を前記シェル部の内側から表側面に沿うように噴出して前記シェル部の表側の空気を冷却するための、霧噴出口を有している、気化潜熱による冷却装置。
【請求項６】
中空の前記シェル部が環状を呈して、前記霧噴出口が前記シェル部の環状内側に設けられている、請求項５に記載の気化潜熱による冷却装置。
【請求項７】
前記霧発生手段が、霧としてのマイクロミストやナノミストなどのドライなミストを発生させるものである、請求項５または請求項６に記載の気化潜熱による冷却装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この考案は打ち水に代えて霧の散布を行いその気化潜熱を利用して空気を冷却するための冷却装置に係り、特にシェルで覆われたノズルから成る冷却装置に関する。なお加湿や散水にも用いることが出来るものである。
【背景技術】
【０００２】  近年ヒートアイランド現象を緩和するために、建物内の温度低下を屋上緑化や壁面緑化により行おうとする動きが活発である。これまではコンクリートが剥き出しであった屋上に土を敷いて、そこに草木や樹木を植えることを行っていた。これにより室温が２〜３度低下すると言われている。この一例として特開２００３−２３５３５５を上げる。確かに自然の力だけで環境の冷却が可能であれば、エアコンによる電力の消費やその室外機からの温熱の大気中への放散がなくなるため、ヒートアイランド現象の緩和に一役買うことは間違いない。【０００３】  しかしながら、これまでは何も置くことがなかった屋上を緑化するにはいくつもの問題点がある。すなわち水捌けが良くて軽量な土壌を作らなくてはならない。耐根・耐水シートを設置しなくてはならない。施肥や水やりを行わなくてはならない。剪定や季節毎の植え替え、枯れ草や落ち葉の処理を定期的に行わなくてはならない。防虫対策を施す必要がある。また植物の植え替えや移動を行うと風の通り方が変化したり植生が変わったり生息する虫の種類が変化したりするため、状況に応じた細やかな手入れが必要になる。【０００４】  従って屋上緑化の施工やメンテナンスに多大の費用が掛かってしまっているのが現状であり、悪くすると手入れを放棄したり元の何もない屋上に戻したりという事態を招くのである。【０００５】  また環境冷却のために緑化を推進したい場所はビルの屋上に限られない。例えば街中の歩道沿い、広場、中庭や、一般家屋の屋根、坪庭等々も緑化によるヒートアイランド現象の緩和の対象となり得る。更にこれまでの屋上緑化設備では対処し切れないニッチな場所も出て来るであろう。【０００６】  また緑化に限定されることなく、設置やメンテナンスが容易な「ヒートアイランド現象を緩和するための設備」を提供したいものである。そうなればこの設備をありとあらゆる場所に様々な形態で（例えばパティオの板張り、公道に面した外装ルーバー、犬矢来、建築現場の仮設防護壁等々として、オブジェや列柱や手すりやステップなどとして）適用することが可能になる。また設置姿勢も傾斜や垂直を或いは棚式設置や懸垂設置を可能にしたいものである。【０００７】  そこで設置やメンテナンスが容易なヒートアイランド現象を緩和するための装置を提供することを課題として当発明者は特願２００９−２９９６２９を発明した。緑化の大きな効能の一つに気化熱を奪うことによる気温の低下を上げることが出来るが、植物を利用しなくとも水の気化熱による気温の低下の現象を利用して屋上や歩道のための建築・土木設備やオブジェ等を構成することが出来るのではないかと思考した。そして、霧発生手段の少なくともノズル部と該ノズル部を覆うシェル部とを備え、該シェル部には、前記ノズル部から噴射された霧をシェル部の表側に出してシェル部の表側の空気を冷却するための、霧放散口が開設されている、気化潜熱による冷却装置を発明した。【０００８】  特願２００９−２９９６２９の気化潜熱による冷却装置の霧発生手段は、これまでのように直接空気中に霧を噴射するものではない。この冷却装置では、いったんシェル部の後側に噴霧させ、それからここでは霧を極力消費しないようにしてシェ���部の霧放散口からシェル部の表側に放散するようにしている。これがシェル部の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪い冷却効果を発揮するのである。これにより従来は直接空気中に噴射していた霧というものの取り扱いが容易になっている。またこれまでの直接空気中に霧を噴射するというような一種野方図なものではなく、例えば屋上に敷き詰める形態のもののようにある意味規格化することが出来る。また見た目には霧放散口が開いたシェル部であるから、これを板状にして敷こうが立てようが、例えばオブジェにして飾ろうが、建築現場の仮設防護壁用パネルとしようが、手すりとして実用に供しようが、どのような形状や形態であっても良い。【０００９】  なお特願２００９−２９９６２９では前記霧発生手段の少なくともノズル部にマイクロミストやナノミストなどのドライなミストを発生するものを用いることが出来る。前記霧発生手段には所謂ウエットな霧を発生するものと、ドライな霧を発生するものとがある。ウエットな霧は物に触れると水滴となり濡れたと言う感覚がある霧である。この霧を利用すると、霧が蒸発する際に回りの空気から気化熱を奪って冷却することが出来る。ドライな霧は粒子径がおよそ３０ミクロン以下で極めて細かいためにすぐに蒸発して水滴にはならない霧であって、浴びても濡れた感覚がない霧である。これはドライフォグ（商標）ともドライミスト（登録商標）（用語解説：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｓｒａｅ．ｏｒ．ｊｐ／ａｎｎａｉ／ｙｏｕｇｏ／１４９．ｈｔｍｌ）とも呼称される。この分野のパイオニアは上記登録商標の権利者である能美防災株式会社や、辻本誠である。特開２００６−１７７５７５の「降温噴霧システム」が参考になる。このようにドライな霧で濡れたと言う感覚のない霧であるとは言っても、近年広がりを見せ始めた空中に直接的に勢い良く噴霧するものとは異なるものが必要となった場合には、特願２００９−２９９６２９の気化潜熱による冷却装置の利用も一手である。なおドライなミストを発生させるには、水を高圧縮してノズルから噴出させるようにする方式や、所謂２流体ノズルを用いる方式や、２流体ノズルでも２つのノズルの前方で一方のノズルから噴射させた霧に他方のノズルから噴射させた空気を適宜角度でぶつけ合って外部混合させるようにする方式（特開２００５−２９６８７４）などがある。特願２００９−２９９６２９ではこれまでに開発されたどのようなタイプのドライなミストの発生装置も利用する可能性を有しているし、将来開発されるであろうどのようなタイプのドライなミストの発生装置を利用する可能性も有しているものとした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２３５３５５「薄層屋上緑化設備」
【特許文献２】特願２００９−２９９６２９「気化潜熱による冷却装置」
【特許文献３】特開昭  ５６−１６７８９７「扇風機」
【特許文献４】特開２００９−０６２９８６「送風機」
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】「屋上緑化のＱ＆Ａ」２００３年  財団法人都市緑化技術開発機構特殊緑化共同研究会編  鹿島出版会
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１２】  このように、霧を直接空中に噴射するのではなく、いったんシェル部の後側に噴霧し、シェル部の霧放散口からシェル部の表側に放散し、シェル部の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪い冷却効果を発揮すると言う、実に有用かつユニークな特願２００９−２９９６２９の発明であった。ここで当考案者は、特願２００９−２９９６２９に特徴的なシェルを用いて、特定の方向に霧を送る傾向を強めた冷却装置を提供することが出来るのではないかと思考した。またノズルを用いることなく霧を発生させても良いのではないかと思考した。この考案はこのような課題を解決することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】  上記課題の解決に先立ち当考案者は、鋭意研究の結果、特開昭５６−１６７８９７の「扇風機」およびこれを引用する特開２００９−０６２９８６の「送風機」に着目した。これ等は送風羽根及びこれを駆動するモータを収めた基台と、この基台に支持され該基台から前記送風羽根が起こす風を受ける中空状を成して該部からその風を吐出せしめる環状スリットを有する吐風環とを具備して成る扇風機である。これ等はスリットからただの風を吐出するに過ぎないが、これ以前の他の扇風機のように基台上方の見える所に送風羽根があるものではなく、送風羽根を基台内に収めた構造としたために、送風羽根による事故がなく安全性が飛躍的に高いものとなっている。なお更に安定性の向上や設計の容易化等の効果がある。またこれ等にはコアンダ効果に付いての言及があるが、このような構成が利用出来るのではないかとの知見を得た。【００１４】  すなわち上記課題は、ノズルを用いる霧発生手段の少なくともノズル部と、該ノズル部を内蔵する中空のシェル部と、を備えており、該シェル部には、前記ノズル部から噴射された霧を前記シェル部の内側から表側面に沿うように噴出して前記シェル部の表側の空気を冷却するための、霧噴出口が設けられている、気化潜熱による冷却装置とすることによって達成される。この考案の霧発生手段はこれまでのように直接空気中に霧を噴射するものではない。この考案の冷却装置では、いったんシェル部の後側に噴霧させ、それからここでは霧を極力消費しないようにしてシェル部の霧噴出口からシェル部の表側に噴出するようにしている。この霧の噴出はノズルからの勢いでシェル部の表側面に沿うようにして行われるように、霧噴出口が設けられている。従ってこの霧噴出口からシェル部の表側面に沿うようにして噴出する霧がシェル部の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪い冷却効果を発揮するのである。これにより従来は直接空気中に噴射していた霧というものの取り扱いが容易になっている。またこの中空のシェル部に付いて、前記シェル部が環状を呈して、前記霧噴出口が前記シェル部の環状内側に設けられているものとすることが出来る。これはシェル部の構成に特開昭５６−１６７８９７や特開２００９−０６２９８６を応用したものである。霧噴出口から噴出した霧の流れは環状のシェル部の内方の空気をも引き連れるため、この空気を冷却しつつ、環状のシェル部が囲む空間の全体から冷気を噴出している感じを与えることが出来る。また風量も増幅される。特筆すべきは、特開昭５６−１６７８９７や特開２００９−０６２９８６は所謂扇風機であり、これ等により得られたのは肌に空気の流れを感じることによる風冷作用であるが、この考案は実際に冷却装置であって、これにより得られるのは霧噴出口から噴射した霧がシェル部の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪い気温を下げる冷却効果なのである。【００１５】  なお前記ノズル部から噴射された霧を前記霧噴出口へ送るための送風ファンをさらに有しているものとしても良い。これにより霧噴出口から噴出させる霧の勢いを増幅させるなどの制御が行える。また前記霧発生手段が霧としてのマイクロミストやナノミストなどのドライなミストを発生させるものとしても良い。霧発生手段には所謂ウエットな霧を発生させるものとドライな霧を発生させるものとがある。これに付いては段落０００９で説明した通りであるが、ドライな霧は浴びても濡れた感覚がないため、ウエットな霧を利用するものと比較するとより快適である。【００１６】  また上記課題は、霧発生手段を内蔵する中空のシェル部が、前記霧発生手段で発生した霧を前記霧噴出口へ送るための送風ファンを有していると共に、前記霧発生手段で発生した霧を前記シェル部の内側から表側面に沿うように噴出して前記シェル部の表側の空気を冷却するための、霧噴出口を有している、気化潜熱による冷却装置とすることにより達成される。霧発生手段には、超音波霧化装置（例えば特開平０５−０３１４２１）、静電霧化装置（例えば特開２００４−３５８３５８）、回転破砕霧化装置（例えば特開平１１−１６４８６９）などがあり、どのようなタイプのものを用いるかは任意設計事項である。超音波霧化装置は、水中に入れた振動子に発振回路から一例２．４ＭＨｚの超音波振動を加えることによって霧を発生する装置である。振動子がある位置の水面に超音波振動により水柱が立ち上がる様子が観測される。この水の量を一定に保つ機能や空だきを防止する機能や、発生した霧を吸い出す手段を設けるのが一般的である。静電霧化装置は、水中に電極を入れて電圧を印加することによって液体表面に静電気力を働かせて霧を発生する装置である。霧が再び液化するのを抑えるために強い空気乱流を当てるようにすることが望ましい。回転破砕霧化装置は、回転体の遠心力を利用して水を回転体の周囲に飛散させ、この飛散した水を回転体の周囲に設けた衝突壁に衝突させて霧化する装置である。公衆浴場に設置するものから美顔用のものまで各種あり、またレナード効果を謳うものもある。このように霧発生手段で発生させた霧を送風ファンで強制的に送るのである。この霧の噴出はノズルからの勢いでシェル部の表側面に沿うようにして行われるように、霧噴出口が設けられている。上述した通りこの霧噴出口からシェル部の表側面に沿うようにして噴出する霧がシェル部の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪い冷却効果を発揮するのである。またこの中空のシェル部に付いて、中空の前記シェル部が環状を呈して、前記霧噴出口が前記シェル部の環状内側に設けられているものとすることが出来る。この作用は上述した通りである。【００１７】  なお前記霧発生手段が、霧としてのマイクロミストやナノミストなどのドライなミストを発生させるものとしても良い。この作用に付いても上述した通りである。ウエットな霧を利用するものと比較するとより快適である。
【考案の効果】
【００１８】  この考案の特徴は、霧をいったんシェル部の後側で発生させて、シェル部に設けた霧噴出口から噴出させる点と、この霧の噴出が特定の方向に行われるように、すなわちシェル部の表側面に沿うようにして行われるように霧噴出口が設けられている点とにある。このためこの霧噴出口からシェル部の表側面に沿うようにして噴出する霧がシェル部の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪い冷却効果を発揮する、と言うこの考案にのみ特徴的な効果を奏する。特にドライなミストを発生させるものでは、霧を浴びても濡れた感覚がないため、快適な冷却効果を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  実施形態１の説明図である。
【図２】  Ｘ−Ｘ断面により使用状態を表す説明図である。
【図３】  実施形態２の縦断面を表す説明図である。
【図４】  環状部のＹ−Ｙ断面により使用状態を表す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【実施形態１】
【００２０】  図１はこの実施形態の冷却装置１を側面視したものである。この冷却装置１は略三角柱状の中空のオブジェであり、広場や街角や通路などに設置することが出来る。ステンレス薄板から成る略三角柱状のシェル部１０は上下を基台と天板とにより塞がれている。また三角柱は３つの側面を表側面１１と称し、各々の表側面１１は外側に膨らむように湾曲しさせて形成しており、各々の角に近い部位には縦方向にノズル部であるスリット状の霧噴出口１２が設けられている。しかもこの霧噴出口１２は、三角柱の底部に上向きに設けられたノズル部２から噴射する霧を、前記シェル部１０の内側から表側面１１に沿うように噴出し得るように設けられている点に特徴を有する。このような三角柱をシェルと言うのは、ノズル部２を覆い、霧を作用させる表側面１１に沿った外側の空間、とノズル部２から噴射が起こっている三角柱内部の空間とを隔てるものだからである。なおこの実施形態のノズル部２と図示しない加圧水供給装置とは、所謂濡れない霧であるドライなミストを発生させるためのものである。
【００２１】  ノズル部２に、鈎鎖線で示すように加圧水供給装置からの配管を接続して加圧水供給装置を作動させると、ノズル部２からはドライなミストが強い勢いで噴射する。この状態のノズル部２もドライなミストも外部からは普通には見えない。ドライなミストはいったんシェル部１０内に噴射され、それからシェル部１０の３箇所の霧噴出口１２からシェル部１０の表側に、シェル部１０の各々の表側面１１に沿う方向への噴出力を伴って噴射される。この状態をシェル部１０の外側から見ると霧噴出口１２もノズルのように作用していることが了解される。すなわちこの実施形態の全体が霧発生用のヘッドであるものと見なし得る。図２はこの状態を表したものであり、ドライなミストはシェル部１０の各々の表側面１１に沿って噴出している。このシェル部１０の表側に噴射されたドライなミストがシェル部１０の表側で蒸発して回りの空気から気化潜熱を奪って冷却効果を発揮することになる。霧噴出口１２から表側面１１に沿って回りの空気を巻き込みつつ吹き出すミストを図２で恰も高気圧の風の吹き出しのように表した。また冷却装置１から離れる方向の多数の矢線によって冷気がシェル部１０の周囲に及んで行くことを表した。
【００２２】  なお加圧水供給装置そのものをこのシェル部１０内に収めた構成とすることが出来る。またシェル部１０内に、モータで駆動する鎖線で示すような多翼ファン３を設けるようにしても良い。またノズル部２に不純物の混入が少ない水を供給するための浄水手段を備えているものとすると、衛生的な霧を霧噴出口１２に供給したり、ノズル部２を異物で詰まりにくくすることなどが可能である。あるいは霧噴出口１２に供給する水に香料を添加するように構成することが出来る。またノズル部２をウエットな霧を発生するものに代える構成も可能である。またこの実施形態のノズル部２を用いた構成を、次に述べる実施形態２のシェル部４０にも適用し得る。
【実施形態２】
【００２３】  図３はこの実施形態の冷却装置４を縦断面で表したものであり、図４はシェル部４０の環状部４１をＹ−Ｙ断面視したしたものである。この冷却装置４はウエットな霧を発生するものではあるが、作業場のような熱気が籠もる場所を効率的に冷却することが出来る。この考案でシェル部とはノズル部を覆うものであるため、この実施形態のシェル部４０はケーシング４２とその上の環状部４１とから成っているものと考える。またこの実施形態が内蔵する霧発生手段は回転破砕霧化装置６でありその内部構成は煩雑となるのを避けるために図示しないが、給水ホース６０から取り入れた水をモータ５で増速駆動する羽根車に当てて破砕して霧を発生させるタイプのものであり、例えば特開平０８−１８２７２８や特開平１１−１６４８６９が参考になる。なおこのような回転破砕式の霧化装置であってもミクロンサイズの霧粒を発生させることが可能である。
【００２４】  下側のケーシング４２には霧発生手段としての回転破砕霧化装置６と、これより発生する霧を上方へ強制的に送るための送風羽根５１とを収めており、この送風羽根５１で送られる霧は上側に設けた中空の環状部４１の霧通路４５を通るように構成されている。環状部４１はそのＹ−Ｙ断面を含む部位を図４で表すように、環状部４１の内側の壁面であり且つ環状部４１の内部に対する呼称である表側面４４は、外側に膨らむように湾曲させて形成しており、霧を吹き出す風上と成る側の部位にはノズル部であるスリット状の霧噴出口４３が環状に設けられている。しかもこの霧噴出口４３は、前記回転破砕霧化装置６で発生し送風羽根５１で加速して霧通路４５に送られて来た霧を、風下に向けて前記表側面４４に沿うように噴出し得るように設けられている。またケーシング４２内の上部のボスに固定されている電動式のモータ５は送風羽根５１と回転破砕霧化装置６とを駆動するものであり、このシャフト５０の途中に送風羽根５１が取り付けられており、シャフト５０の先には回転破砕霧化装置６の図示しない回転部がギヤボックスを介して取り付けられている。
【００２５】  回転破砕霧化装置６に給水ホース６０からから水を供給すると、衝突破砕によって霧が発生し、この霧は送風羽根５１により環状部４１の霧通路４５に強く送り出される。霧がシェル部４０の内で発生する様子は普通には外部からは見ることが出来ないものである。いったんシェル部４０内で発生した霧は、それから環状部４１に環状に形成された霧噴出口４３から環状部４１の表側に、環状部４１の表側面４４に沿う方向への噴出力を伴って噴射される。この状態をシェル部４０の外側から見ると、霧噴出口４３もノズルのように作用していることが了解される。すなわちこの実施形態の全体が霧発生用のヘッドであるものと見なし得る。図４はこの噴射の状態を表したものであり、霧は恰も航空機の翼のような表側面４４に沿って噴出しており、また霧は環状部４１の全体で発生し環状部４１の環の中を通るため、図４の太い矢印で表すように風上側となる環の入り口付近の空気Ｗを引き連れ、これによって環の出口の風量が増加する。この気流の中で霧が蒸発して気流から気化潜熱を奪って環状部４１から放出され、冷却効果を発揮することになる。なお図４では多数の矢線によって冷気が環状部４１の前方に及んで行くことを表した。
【その他の実施形態】
【００２６】  この考案による霧の発生を見るのは幻想的である。この幻想的な雰囲気に良くマッチするものにウインドチャイムあるいはチューブラーチャイムと呼ばれる西洋の風鈴の涼しげな音色があると当考案者は考えた。そこで例えば実施形態１のオブジェの頂部にでも風通しの良い独立した部屋を作り、この中にウィンドチャイムを収めるようにするのである。ウインドチャイムは見えないように設置すると良い。なおシェル部や霧噴出口から噴出する霧をライトアップするための照明手段を備えるようにしても良い。またシェル部の表面に天然の苔を植えたり、人工芝の装飾を施したりすることが出来る。この他、この考案に湿度自動制御装置を含むようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２７】  この考案の元になった特願２００９−２９９６２９の発明では第５実施形態で、加圧水供給装置８で発生させたドライなミストを配管８１，８２を通して離れた所にある複数台のシェル７０に配給する、言わばセントラル・クーリングのシステムを開示した。そこでこれをこの考案にも適用することが可能である。
【符号の説明】
【００２８】  １：冷却装置  １０：シェル部  １１：表側面  １２：霧噴出口  ２：ノズル部
３：多翼ファン  ４：冷却装置  ４０：シェル部  ４１：環状部  ４２：ケーシング
４３：霧噴出口  ４４：表側面  ４５：霧通路  ５：モータ  ５０：シャフト
５１：送風羽根  ６：回転破砕霧化装置  ６０：給水ホース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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