JP2006177579A - Spray system for lowering temperature - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a temperature lowering spray system which is provided in a customer collection facility such as a pavilion of an exposition and uses a cooling action by latent heat due to mist evaporation.
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)。 A conventional temperature drop spraying system includes a spray nozzle installed at or near an entrance of a customer collection facility, a pump for supplying pressurized water to the spray nozzle, and a water distribution pipe for distributing pressurized water from the pump to the spray nozzle. . And when cooling is needed, mist is sprayed from the spray nozzle, and the customer collection facility is cooled by the latent heat accompanying transpiration of the mist (for example, refer patent document 1).
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。
However, when the mist is sprayed horizontally or upwards in an attempt to prevent the droplets that have been sprayed from merging from falling onto the ground, the sprayed mist is swept horizontally by the horizontal component of the wind. There is a problem in that it collides with the spray nozzle and the water pipe and dew condensation occurs on their surfaces, which becomes a large droplet, falls as a droplet, and wets the person who passes under.
Further, in order to speed up the mist transpiration, when the high-pressure air is used to reduce the diameter of the sprayed mist and the two-fluid jet is used, the average particle diameter of the mist can be reduced to 10 μm or less. Therefore, a very large amount of energy must be consumed to supply the heat, and there is a problem that the cooling energy efficiency is poor.
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。 It is an object of the present invention to provide a cooling spray system that is efficient in cooling energy, effectively sprays mist, and does not wet a person passing under by droplets.
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。 A spraying system for temperature drop according to the present invention is a spraying system for temperature drop that sprays pressurized water as a mist to lower the temperature of a target space, and is disposed above the target space and pressurized. A spray head that sprays water as a mist and a drain pot that is disposed below the spray head and receives droplets are provided.
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。 The effect of the temperature lowering spray system according to the present invention is that the mist sprayed from the spray head grows into a large diameter droplet and drops, so that the droplet is received by the drain pot, so that it is below the spray head. Prevents people from getting wet.
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。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram of a temperature lowering spray system according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the spray head according to the first embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the spray head according to the first embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the central axis of the spray nozzle according to the first embodiment. FIG. 5 is a configuration diagram of the pressurized water supply apparatus according to the first embodiment. FIG. 6 is a functional block diagram of the mist control panel according to the first embodiment. FIG. 7 is a timing chart of mist spraying.
2 is a partial cross-sectional view of the spray head as viewed downward from the BB cross section of FIG. 3 is a cross-sectional view of the spray head as viewed in the horizontal direction from the AA cross section of FIG.
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。
As shown in FIG. 1, the spray system 1 for cooling a temperature according to the first embodiment includes a
Further, water is supplied from the water supply 9 to the pressurized
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。
As shown in FIG. 2, the
Here, it is described that the six
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。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
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。
As shown in FIG. 3, the
A
The central axis of the
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。
As shown in FIG. 4, the
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。
A pressure-
When the pressure
When the water pressure in the
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。
Further, in the
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。
Next, a procedure for spraying pressurized water in the
When pressurized water is poured into the pressurized
Then, pressurized water pushes one end face of the
This jet collides with the inner surface of the funnel-shaped
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。
As shown in FIG. 5, the pressurized
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。
The
Further, in order to remove dust contained in the pressurized water, a 20 μm square opening filter (not shown) is interposed at the outlet of the high-
Further, in order to supply pressurized water with a small amount of metal ions so that scale does not deposit on the main
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。
As shown in FIG. 6, the
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。
Next, a sequence for supplying pressurized water from the high-
The spray sequence control means 52 of the
Next, the spray sequence control means 52 starts the operation of the high-
Next, the spray sequence control means 52 closes the
Next, the spraying sequence control means 52 opens the
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。
On the contrary, when the spraying of the mist is finished, the spray sequence control means 52 opens the
Then, after about 3 seconds from the opening of the
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。
Next, the state of the mist sprayed from the
The sprayed mist descends while evaporating. When the wind is flowing in the horizontal direction, the mist adheres to the surfaces of the
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。
In such a temperature lowering spray system 1, even if the mist sprayed from the
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。
Although the example in which the
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。
FIG. 8 is a block diagram of a temperature lowering spray system according to
As shown in FIG. 8, in the spraying system 1 </ b> B for temperature drop according to the second embodiment, the
And the center part of the
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。
In such a temperature lowering spray system, even in the case of the
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。
FIG. 9 is a configuration diagram of a temperature lowering spray system according to
The temperature-falling
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。
As shown in FIG. 9, the
When a mist adheres to the surfaces of the
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。
In this way, when the temperature lowering
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。
1, 1B, 1C Temperature drop spray system, 2 pillars, 3 spray heads, 4 water distribution pipes, 5 pressurized water supply device, 6 thermohygrometer, 7, 7B, 7C drain pot, 8 drain pipe, 9 water supply, 10 spray nozzle , 11 Spray header, 12 Extension pipe, 14 Pressure transducer, 15 Cavity, 16, 17 hole, 18 Straight pipe, 19 Housing, 20, 21 Cavity, 21a Opening, 22 Pressure-sensitive check valve, 23 Rib, 23a hole, 24 Valve storage cavity, 25 pieces, 26, 27 cavity, 28 Jet generation cavity, 29 Orifice, 30 Blocking ball, 31 Spring, 32 groove, 40 High pressure pump, 41 Main valve, 42 Main water pipe, 43 Drain valve, 44 selection Valve, 45 mist control panel, 46 drain pipe, 47 blade hose, 50 spray judgment means, 51 water supply amount control means, 52 spray sequence control means, 53 Vapor diagram database, 60 beams, 61 hanging lower member, 62,
Claims (4)
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。 In a spraying system for lowering the temperature of the target space by spraying pressurized water as a mist,
A spray head disposed above the target space and spraying the pressurized water as a mist;
A drain pot disposed below the spray head for receiving droplets;
A spraying system for cooling down, characterized in that
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