(57)【要約】      （修正有）【課題】内部への物体の侵入を防止するとともに、屋外空間の冷却に用いることができる粒子径の小さい霧を効率的に噴き出すことができる噴霧装置を提供する。【解決手段】屋外空間を冷却する霧を噴き出す噴霧装置１５は、網１５ｂなどの細粒化部と、細粒化部に向けて霧を噴き出す噴霧ノズル１５ｃと、を備える噴霧装置１５。細粒化部から落下する水を回収し、噴霧ノズル１５ｃに供給する回収部材１５ｆを更に備える噴霧装置１５。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋外空間を冷却する霧を噴き出す噴霧装置であって、
霧の粒子を細粒化する細粒化部と、
前記細粒化部に向けて前記霧を噴き出す噴霧ノズルと、
を備える噴霧装置。
【請求項２】
前記細粒化部から落下する水を回収し、前記噴霧ノズルに供給する回収部材をさらに備える請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項３】
前記噴霧ノズルを収容し、霧が噴き出す噴出口を有する収容部と、
前記噴出口の外側に、前記収容部が配置される装置の外面よりも突出して設けられ、前記噴出口から離れるにつれ内径が徐々に大きくなる中空管と、を備え、前記細粒化部は前記中空管内に設けられる請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項４】
前記細粒化部は、網である請求項１〜３のいずれか１項に記載の噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋外空間を冷却する霧を噴き出す噴霧装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
夏場の気温が高いとき、日射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、路面からの照り返しによって通行者の体感温度が上昇し、通行者の不快感が増大する。このような不快感を軽減するため、霧を歩道などの通路に向けて噴き出し、通行者の不快感を軽減する冷却装置が従来用いられている。
【０００３】
このような冷却装置では、霧は噴霧ノズルにより略円錘状に噴き出されるが、図５に示されるように、円錘の中心軸付近に存在する水滴は粒子径が小さいものが多いものの、中心軸から離れた位置に存在する水滴は、粒子径は大きいものが多くなる。粒子径の大きな霧は、完全に蒸発するまでに時間を要するため、屋外空間の冷却を効率よくできないという問題がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、霧が噴霧される噴霧孔の近傍に、噴霧域の外径よりも小さな内径を有する開口が形成された分離ユニットを備え、中心軸から離れた位置に存在する水滴を分離ユニットにより除去するノズル装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１６１３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来技術では、中心軸から離れた位置に存在する水滴は全く利用されず、分離ユニットにより除去されてしまうため、無駄が生じるという課題がある。
【０００７】
一方で、分離ユニットの中央に開口があるため、開口からの物体の侵入を防止することができず、噴霧装置に対するいたずらを防ぐことが難しい。
【０００８】
本発明は、内部への物体の侵入を防止するとともに、屋外空間の冷却に効果的に用いることができる粒子径の小さい霧を噴き出すことができる噴霧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】
【０００９】
本発明に係る噴霧装置は、屋外空間を冷却する霧を噴き出す噴霧装置であって、細粒化部と、細粒化部に向けて霧を噴き出す噴霧ノズルと、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、噴霧装置の内部への物体の侵入を防止するとともに、屋外空間の冷却に用いることができる粒子径の小さい霧を効率的に噴き出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る冷却装置の構成の一例を示す模式図
【図２】装置本体の構成の一例を模式的に示す端面図
【図３】噴霧装置の構成の一例を示す図
【図４】噴霧装置の他の構成の一例を示す図
【図５】霧を構成する水滴の粒子径を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る冷却装置１の構成の一例を示す模式図である。冷却装置１は、例えば、屋外で路面等の地面に立てて使用され、冷却装置１の周囲の屋外空間を冷却する円柱状の装置である。
【００１４】
図１に示すように、冷却装置１は、コントローラ２、送風機３、水回路４、装置本体５を備えている。そして、送風機３は、装置本体５に空気配管６により接続され、水回路４は、装置本体５に水配管１４により接続される。
【００１５】
コントローラ２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、不揮発性メモリーや揮発性メモリーなどの記憶装置により構成され、ＣＰＵが記憶装置から制御プログラムを読み出して実行し、冷却装置１の各部を制御する。コントローラ２は、図示しない制御線により、送風機３、水回路４、装置本体５と接続されている。
【００１６】
送風機３は、例えば、押し込み型のインバーターファンである。送風機３の送風量は、コントローラ２により可変に制御される。そして、送風機３が発生させた気流は、空気配管６により装置本体５に導かれる。
【００１７】
また、水回路４は、上水道に接続され、水配管１４を介して上水道の水を装置本体５に供給する。なお、水回路４に供給する水は上水道に限定されない。イオン交換水や膜ろ過水など、スケール成分の除去処理をした水を用いることができる。これにより、後述する噴霧装置１５、１６の詰まりを防止することができる。
【００１８】
この水回路４は、水抜き弁７、水量調整弁８、減圧弁９、逆止弁１０、フィルタ１１、水温度センサ１２、水量センサ１３を備える。
【００１９】
水抜き弁７は、水回路４の下流に設けられ、水回路４内の水を抜くために開放される弁である。具体的には、この水抜き弁７は、コントローラ２により制御され、装置本体５の運転を停止する際、および、開始する際、水を抜くために開放される。
【００２０】
水量調整弁８は、コントローラ２により制御され、装置本体５に供給する水量を調整する弁である。この水量調整弁８は、水抜き弁７の上流側に設けられる。
【００２１】
減圧弁９は、水量調整弁８の上流側に設けられ、装置本体５に供給する水の圧力を設定された値に調整する弁である。
【００２２】
また、逆止弁１０は、減圧弁９の上流側に設けられ、水の逆流を防止する弁である。
【００２３】
フィルタ１１は、逆止弁１０の上流側に設けられる。フィルタ１１は、水に含まれる異物を取り除き、異物が水流に乗って装置本体５に流れ込むのを防止するフィルタである。
【００２４】
水温度センサ１２は、装置本体５に供給される水の温度を検知するセンサである。水量センサ１３は、装置本体５に供給される水の水量を検知するセンサである。
【００２５】
コントローラ２は、水温度センサ１２、および、水量センサ１３がそれぞれ検知した水温、および、水量に基づいて、水量調整弁８の開度を制御する。
【００２６】
装置本体５は、例えば、耐水性および耐腐食性に優れた鉄系、アルミ系金属材料を主成分とする合金板、あるいは、フェノール樹脂（ＰＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファド（ＰＰＳ）等の樹脂材料から形成される。これにより、装置本体５が屋外で使用された場合でも、雨滴や紫外線による影響を防ぐことができる。
【００２７】
そして、装置本体５の上部には、複数の噴霧装置１５からなる噴霧装置群が設けられ、複数の噴霧装置１５の下方に所定の間隔を空けて、さらに複数の噴霧装置１６からなる噴霧装置群が設けられる。噴霧装置１５に加え、噴霧装置１６をさらに設けることにより、冷却する屋外空間により多くの霧を供給することができる。その結果、霧の蒸発量を増やすことができ、屋外空間の冷却効果を効率的にさらに高めることができる。
【００２８】
例えば、装置本体５の底部から複数の噴霧装置１５からなる噴霧装置群の中心までの高さＡは２２００ｍｍ、装置本体５の底部から複数の噴霧装置１６からなる噴霧装置群までの高さＢは１３００ｍｍであり、円柱状の装置本体５の外径Ｃは３５０ｍｍである。
【００２９】
なお、ここでは、装置本体５に２つの噴霧装置群が設けられることとしたが、複数の噴霧装置１６からなる噴霧装置群はなくてもよく、また、複数の噴霧装置１６からなる噴霧装置群の下部に、さらに、複数の噴霧装置からなる噴霧装置群が１つ以上設けられてもよい。
【００３０】
ここで、各噴霧装置群に属する噴霧装置１５、１６は、装置本体５の周方向に所定の間隔を空けて形成されている。そして、噴霧装置１５、１６の形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００３１】
噴霧装置１５、１６は、水回路４により供給された水を霧の状態にして装置本体５の外部に噴き出すノズルである。噴霧装置１５、１６は、例えば、６つずつ設けられる。
【００３２】
なお、霧の平均粒径は２０μｍ以下であることが望ましい。噴霧装置１５が霧を噴き出すことにより、通行者の服や、路面等の周囲を濡らすことなく、蒸散効果により周囲の空気を効果的に冷却することができる。
【００３３】
通気孔１７、１８は、送風機３により生成され、装置本体５に導かれた気流を装置本体５の外部に吹き出す孔である。図１の例では、複数の通気孔１７からなる通気孔群が、噴霧装置１５の上部に設けられ、複数の通気孔１８からなる通気孔群が噴霧装置１６の上部に設けられる。なお、複数の通気孔１８からなる通気孔群は、噴霧装置１６の下部に設けられることとしてもよい。
【００３４】
ここで、図１に示されるように、噴霧装置１５は、複数の通気孔１８よりも複数の通気孔１７に近い位置にあり、噴霧装置１６は、複数の通気孔１７よりも複数の通気孔１８に近い位置にある。
【００３５】
これにより、噴霧装置１５から噴き出される霧、および、噴霧装置１６から噴き出される霧を、それぞれ通気孔１７、１８からの気流により効率よく移動させることができる。
【００３６】
通気孔１７、１８は、例えば、３２個ずつ設けられ、各通気孔１７、１８は３２ｍｍの径となるよう形成される。
【００３７】
例えば、装置本体５の底部から複数の通気孔１７からなる通気孔群の中央までの高さＤは２４００ｍｍ、装置本体５の底部から複数の通気孔１８からなる通気孔群の中央までの高さＥは１４００ｍｍである。
【００３８】
なお、ここでは、装置本体５に２つの通気孔群が設けられることとしたが、複数の通気孔１８からなる通気孔群はなくてもよく、また、複数の通気孔１８からなる通気孔群の下部に、さらに、複数の通気孔からなる通気孔群が１つ以上設けられてもよい。
【００３９】
ここで、各通気孔群に属する通気孔１７、１８は、装置本体５の周方向に所定の間隔を空けて形成されている。そして、通気孔１７、１８の形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００４０】
通気孔１７からは、後述する椀状部材の働きにより、斜め下方向を向く気流が吹き出し、噴霧装置１５から噴き出される霧を斜め下方向に導く。また、通気孔１８からは、水平方向の気流が吹き出し、噴霧装置１６から噴き出される霧を水平方向に導くとともに、冷却する屋外空間の範囲内に噴き出した霧の蒸発を促進する。
【００４１】
この点について、図２を用いてさらに詳しく説明する。図２は、装置本体５の構成の一例を模式的に示す端面図である。図２に示すように、装置本体５は、図１で説明した噴霧装置１５、１６、および、通気孔１７、１８以外に、外側部材１９、２０、ダクト管２１、２２、通気部材２３、２４、上部カバー部材２５、椀状部材２６を備える。なお、図２では、水回路４から供給された水を噴霧装置１５、１６に供給する供給配管は省略してある。
【００４２】
外側部材１９、２０は、後述するダクト管２１、２２を保護するとともに、装置本体５の表面の凹凸をなくして装置本体５を円柱状にし、外観を美しくする部材である。図１で説明した複数の噴霧装置１５、１６は、この外側部材１９、２０に設けられる。
【００４３】
ダクト管２１、２２は、送風機３により供給口２７を介して供給された気流が内部を流れる管状の部材である。
【００４４】
通気部材２３、２４は、図１で説明した複数の通気孔１７、１８を有する管状の部材である。
【００４５】
また、上部カバー部材２５は、通気部材２３の上部に設けられ、装置本体５の上部をカバーする部材である。なお、上部カバー部材２５は、必ずしも設けられる必要はない。
【００４６】
ここで、ダクト管２１、２２、および、通気部材２３、２４は、通気管を構成する。そして、ダクト管２１は、通気孔１７よりも供給口２７側において、椀状部材２６へと向かう気流の流路を通気孔１７の位置よりも内側に規制する管部分である。この通気管は、供給口２７から供給された気流の流路を形成する。通気管により形成される流路の径Ｆは、例えば２００ｍｍである。
【００４７】
椀状部材２６は、上記通気管の内部に設けられ、供給口２７側に開口する部材である。椀状部材２６の形状は、例えば、図２に示すような円錐台状であり、椀状部材２６の胴部は、少なくとも通気孔１７の位置よりも内側の範囲において、椀状部材２６の開口側に向かって末広がりとなる形状を有する。
【００４８】
このような構成により、供給口２７から供給された気流は、椀状部材２６の中央部分に衝突して方向を変え、椀状部材２６の胴部に沿って流れるようになる。その後、気流は、通気孔１７から斜め下方向に吹き出ることになる。
【００４９】
これにより、噴霧装置１５から噴き出される霧を斜め下方向に導くことができる。この場合、通気孔１７は、斜め下方向を向いている必要はなく、横方向を向いていれば十分である。なお、水平面に対する椀状部材のなす角度θは、例えば、３０度や４５度など、適宜設定される。
【００５０】
一方、通気孔１８からは、水平方向に気流が吹き出ることになる。噴霧装置１６から噴き出される霧は、この気流に巻き込まれ、水平方向に導かれる。
【００５１】
そして、通気孔１８から吹き出された気流は、通気孔１７から吹き出された気流と衝突し、通気孔１８から吹き出された気流の方向が斜め下方向に変えられる。そして、装置本体５の周囲に、噴霧装置１５、１６により噴き出された霧が留まる円錐台状の気流空間が形成される。
【００５２】
このような気流空間においては、霧が気化する際に周囲空気の熱が吸収されることにより冷却空気を生成でき、気流空間内の温度を低く保つことができる。また、気流空間において蒸発しきれない霧の一部が地表に落ちて地表を濡らすことにより、いわゆる打ち水効果が生じ、気流空間内の温度を低く保つことができる。
【００５３】
なお、椀状部材２６の形状は、図２に示したような円錐台形状に限定されず、椀状部材２６の胴部が、椀状部材２６の開口側に向かって末広がりとなる形状であればよい。
【００５４】
次に、噴霧装置１５、１６の構成の一例について詳しく説明する。図３は、噴霧装置１５の構成の一例を示す図である。噴霧装置１６は、噴霧装置１５と同様の構成を有するため、その説明を省略する。
【００５５】
図３に示すように、噴霧装置１５は、筐体１５ａ、網１５ｂ、噴霧ノズル１５ｃ、霧を噴き出す噴出口１５ｅを有する収容部１５ｄ、水排出管１５ｆ、水タンク１５ｇ、および、水供給管１５ｈを備える。なお、図３では、噴霧ノズル１５ｃに水を供給する水配管１４は省略されている。
【００５６】
筐体１５ａは、網１５ｂ、噴霧ノズル１５ｃ、収容部１５ｄ、水排出管１５ｆ、水タンク１５ｇ、および、水供給管１５ｈを収容する箱状部材である。
【００５７】
網１５ｂは、噴霧ノズル１５ｃから噴き出された霧を構成する水滴のうち、粒子径の大きな水滴を衝突させ、粒子径の大きな水滴を細粒化する部材である。網目の大きさは、水滴を細粒化する度合いに応じて適宜選択される。水滴が細粒化することにより、空気中における水滴の蒸発が促進され、屋外空間の冷却を効果的に行うことができる。ここで、網１５ｂから落下する水は、収容部１５ｄの底部に溜まる。
【００５８】
なお、ここでは、粒子径の大きな水滴を細粒化するために網１５ｂを用いたが、他の部材を用いることとしてもよい。例えば、粒子径の大きな水滴を細粒化する孔を複数有する板を、水滴を細粒化する部材として用いることとしてもよい。ここで、孔の大きさは、水滴を細粒化する度合いに応じて適宜選択される。
【００５９】
噴霧ノズル１５ｃは、網１５ｂに向けて霧を噴き出すノズルである。収容部１５ｄは、網１５ｂおよび噴霧ノズル１５ｃを収容する部材である。
【００６０】
噴霧ノズル１５ｃは霧を円錐状に噴き出すが、前述のように、円錘の中心軸付近に存在する水滴は粒子径が小さいものが多く、中心軸から離れた位置に存在する水滴は、粒子径は大きいものが多い。そのため、網１５ｂの中央部分の網目を、網１５ｂの周辺部分よりも荒く、かつ、人の指などの侵入を防止できる程度の荒さにしてもよい。
【００６１】
水排出管１５ｆは、網１５ｂの下部に設けられ、収容部１５ｄの底部に溜まった水を排出する管である。水タンク１５ｇは、水排出管１５ｆに接続され、水排出管１５ｆが排出した水を貯えるタンクである。水供給管１５ｈは、水タンク１５ｇに貯えられた水を、再び霧として噴き出すことができるように噴霧ノズル１５ｃに供給する管である。
【００６２】
前述のように、噴霧ノズル１５ｃには水配管１４が接続され、水配管１４により供給された水が噴霧ノズル１５ｃ内を高速で流れるため、噴霧ノズル１５ｃ内の圧力は低くなる。そのため、水タンク１５ｇに蓄えられた水は噴霧ノズル１５ｃ内に吸い上げられ、再び霧として噴き出される。
【００６３】
水排出管１５ｆ、水タンク１５ｇ、および、水供給管１５ｈは、網１５ｂから落下する水を回収し、噴霧ノズル１５ｃに供給する回収部材である。このように、網１５ｂから落下する水を回収し、その水を噴霧ノズル１５ｃが再利用することにより、噴霧量を増加させることができ、霧の蒸発による冷却効果をさらに高めることができる。
【００６４】
なお、噴霧装置１５の構成は図３に示したものに限定されない。以下では、噴霧装置１５の他の構成について説明する。図４は、噴霧装置１５の他の構成の一例を示す図である。
【００６５】
図４に示す噴霧装置１５は、筐体１５ａ、網１５ｂ、噴霧ノズル１５ｃ、霧が噴き出す噴出口１５ｅを有する収容部１５ｄ、水排出管１５ｆ、水タンク１５ｇ、水供給管１５ｈ、および、中空管１５ｉを備える。
【００６６】
筐体１５ａ、網１５ｂ、噴霧ノズル１５ｃ、霧が噴き出す噴出口１５ｅを有する収容部１５ｄ、水排出管１５ｆ、水タンク１５ｇ、および、水供給管１５ｈは、図３で説明した筐体１５ａ、網１５ｂ、噴霧ノズル１５ｃ、霧が噴き出す噴出口１５ｅを有する収容部１５ｄ、水排出管１５ｆ、水タンク１５ｇ、および、水供給管１５ｈと同様の部材である。
【００６７】
中空管１５ｉは、噴出口１５ｅの外側に、収容部１５ｄが配置される冷却装置１の外面よりも突出して設けられ、噴出口１５ｅから離れるにつれ内径が徐々に大きくなる管である。内径を徐々に大きくするのは、円錐形に噴き出す霧が中空管１５ｉの内壁に付着することを防ぐためである。そして、網１５ｂは、中空管１５ｉの内部に設けられる。
【００６８】
このように、網１５ｂが内部に設けられる中空管１５ｉを噴出口１５ｅの外側に設けることにより、網１５ｂと噴霧ノズル１５ｃとの間の距離を大きくすることができ、その結果、噴霧ノズル１５ｃから噴き出された霧の水滴の粒子径がより小さくなる。そして、粒子径がより小さくなってから水滴を網１５ｂに衝突させることにより、水滴をさらに細粒化することができるので、霧の蒸発をさらに促進し、冷却効果を高めることができる。
【００６９】
なお、ここでは、中空管１５ｉが、噴出口１５ｅから離れるにつれ内径が徐々に大きくなる場合について説明したが、中空管１５ｉの内径は一定であってもよい。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態における屋外空間を冷却する霧を噴き出す噴霧装置１５、１６は、網１５ｂなどの細粒化部と、細粒化部に向けて霧を噴き出す噴霧ノズル１５ｃと、を備える。
【００７１】
このような構成により、噴霧装置１５、１６の内部への物体の侵入を防止できるとともに、屋外空間の冷却に用いることができる粒子径の小さい霧を効率的に噴き出すことができる。
【００７２】
また、本実施形態における噴霧装置１５、１６は、細粒化部から落下する水を回収し、噴霧ノズル１５ｃに供給する回収部材（水排出管１５ｆ、水タンク１５ｇ、および、水供給管１５ｈ）をさらに備える。
【００７３】
このような構成により、細粒化部から落下する水を回収し、その水を噴霧ノズル１５ｃが再利用することにより、噴霧量を増加させることができ、霧の蒸発による冷却効果をさらに高めることができる。
【００７４】
また、本実施形態における噴霧装置１５、１６は、噴霧ノズル１５ｃを収容し、霧が噴き出す噴出口を有する収容部１５ｄと、噴出口１５ｅの外側に、収容部１５ｄが配置される冷却装置１の外面よりも突出して設けられ、噴出口１５ｅから離れるにつれ内径が徐々に大きくなる中空管１５ｉと、を備え、細粒化部は中空管１５ｉの内部に設けられる。
【００７５】
このような構成により、細粒化部から回収した水を冷却装置１が設置されている床面に落下させることができ、打ち水効果により屋外空間の冷却をさらに効果的に行うことができる。
【００７６】
また、本実施形態における噴霧装置１５、１６では、細粒化部が網１５ｂである。
【００７７】
このような構成により、霧を構成する水滴の細粒化を効率的に行うことができる。
【００７８】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、屋外空間を冷却する霧を噴き出す噴霧装置に用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００８０】
１  冷却装置
２  コントローラ
３  送風機
４  水回路
５  装置本体
６  空気配管
７  水抜き弁
８  水量調整弁
９  減圧弁
１０  逆止弁
１１  フィルタ
１２  水温度センサ
１３  水量センサ
１４  水配管
１５、１６  噴霧装置
１５ａ  筐体
１５ｂ  網
１５ｃ  噴霧ノズル
１５ｄ  収容部
１５ｅ  噴出口
１５ｆ  水排出管
１５ｇ  水タンク
１５ｈ  水供給管
１５ｉ  中空管
１７、１８  通気孔
１９、２０  外部部材
２１、２２  ダクト管
２３、２４  通気部材
２５  上部カバー部材
２６  椀状部材
２７  供給口
【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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