JP2006275382A - Humidifying method and humidifying device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば病院、保健施設、喫煙所等の各種施設における室内で、1流体ノズルを用いた微細化水粒子の噴霧状噴水により湿度調整、消臭、集塵及び冷暖房を総合的にコントロールすることのできる加除湿・冷暖房システムにおける加湿方法とその装置に関する。 The present invention comprehensively controls humidity adjustment, deodorization, dust collection, and air-conditioning by spraying fountains of fine water particles using a single fluid nozzle in a room in various facilities such as hospitals, health facilities, and smoking areas. The present invention relates to a humidification method and apparatus in a humidifying / dehumidifying / cooling / heating system that can be used.
従来における加湿装置は、ノズルに対し空気と水の2流体入口を有する2流体ノズルを使用し、例えば約0.3MPa前後の空気圧力と、ノズル1本当たり毎分約15〜20リットル程度の空気流量によって、水を噴霧状微細化して室内に放出させる技術によるものであった。 A conventional humidifier uses a two-fluid nozzle having a two-fluid inlet for air and water with respect to the nozzle. For example, an air pressure of about 0.3 MPa and air of about 15 to 20 liters per minute per nozzle. According to the flow rate, water was atomized into fine particles and released into the room.
この場合、加湿装置は、水の噴霧量のみを調整して、約100μm〜300μm程度の水粒径となって吐出されるものであった。 In this case, the humidifier was discharged with a water particle size of about 100 μm to 300 μm by adjusting only the spray amount of water.
しかしながら、従来における加湿装置は、ノズルに対し空気と水の2流体入口を有する2流体ノズルを使用しているため、ノズルの構造自体が複雑で部品点数も多く、コストも高くなり、しかもノズルからの噴出騒音が大きかった。更に、ノズルには水を噴霧状微細化させるための大型のエアーコンプレッサーを繋げる必要があり、このため高コストとなると同時に設置スペースも必要であった。 However, since the conventional humidifier uses a two-fluid nozzle having two fluid inlets for air and water for the nozzle, the structure of the nozzle itself is complicated, the number of parts is high, and the cost is increased. The eruption noise was great. Further, it is necessary to connect a large air compressor for atomizing water to the nozzle, which increases the cost and installation space.
また、大型のエアーコンプレッサー自体の運転音も80〜90dBAとかなり大きく、しかも振動も大きいため、特に静寂さを必要とする病院等の施設での使用には不向きであった。 In addition, the operation sound of the large air compressor itself is quite large at 80 to 90 dBA and the vibration is large, so that it is not suitable for use in hospitals and other facilities that require quietness.
このような諸々の問題点を解決するためには、2流体ノズルの替わりに加圧水のみを導入させる1流体ノズルを使用する方法を提案することもできるが、ただ、このような1流体ノズルを使用する場合には、従来の市場での実力値において約150MPaという大きな加圧動力源が必要となってくるという問題点を有していた。 In order to solve such various problems, it is possible to propose a method using a single fluid nozzle that introduces only pressurized water instead of the two fluid nozzle, but this single fluid nozzle is used. In this case, there has been a problem that a large pressurized power source of about 150 MPa is required at the actual value in the conventional market.
更に、従来の加湿装置は、ノズルから約100μm〜300μm程度の水粒径となって吐出されるため、加湿装置の吐出口周辺へ大形水粒径の粒子が飛散してしまい、このため雑菌の温床となる様相を呈し、しかも同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができなかった。 Furthermore, since the conventional humidifier is discharged with a water particle size of about 100 μm to 300 μm from the nozzle, the large water particle size is scattered around the outlet of the humidifier. However, it was impossible to obtain a highly accurate and efficient humidification that was balanced in the same room.
そこで、本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創案されたもので、従来のような約150MPaという大きな加圧動力源を必要とせず、低振動且つ低コストで、しかも省スペース化が図れる小型昇圧装置を用いることができ、また、構造が簡単でしかも噴出騒音の無い低コストな1流体ノズルを使用可能にし、同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができる加湿方法とその装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention was devised in view of the existing circumstances as described above, and does not require a large pressure power source of about 150 MPa as in the prior art, and is low in vibration, low in cost, and space-saving. Can be used, and a low-cost one-fluid nozzle that is simple in structure and free of jet noise can be used to achieve highly efficient and efficient humidification that is balanced in the same room. It is an object of the present invention to provide a humidification method and apparatus capable of performing the same.
上記目的を達成するため、本発明に係る加湿方法にあっては、水圧力約2MPa前後、レイノルズ数約13000前後の水を、表面が湾曲した立体形状の衝突物体に衝突させるか、若しくは互いに衝突させるかして、約100μm前後の水の粉砕粒子を形成する第1工程と、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで5〜10μm程度の噴霧状微細化して噴出させる第2工程とを備えたものである。 In order to achieve the above object, in the humidifying method according to the present invention, water having a water pressure of about 2 MPa and a Reynolds number of about 13,000 collide with a solid collision object having a curved surface, or collide with each other. As a result, the first step of forming pulverized particles of water of about 100 μm and the pulverized particles of water are blown and passed through an arbitrary running section, so that the atomized size is reduced to about 5 to 10 μm. And a second step of ejecting.
また、本発明に係る加湿装置にあっては、水圧力約2MPa前後、レイノルズ数約13000前後の水を噴出させる加圧水噴出用ノズルと、この噴出水を衝突させることにより約100μm前後の水の粉砕粒子を形成する表面が湾曲した立体形状の衝突物体と、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで5〜10μm程度の噴霧状微細化して噴出させる送風機とを備えたものである。 Further, in the humidifier according to the present invention, the water pressure of about 100 μm is pulverized by colliding the jet water with a pressurized water jet nozzle for jetting water having a water pressure of about 2 MPa and a Reynolds number of about 13,000. A solid collision object having a curved surface that forms particles, and a blower that sprays the crushed particles of water on an air blow and passes through an arbitrary run-up section to make the spray finer about 5 to 10 μm and eject it. It is a thing.
更に、水圧力約2MPa前後、レイノルズ数約13000前後の噴出水同士が互いに衝突することにより約100μm前後の水の粉砕粒子を形成するよう斜向配置させて成る複数の加圧水噴出用ノズルと、この水の粉砕粒子を送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで5〜10μm程度の噴霧状微細化して噴出させる送風機とを備えたものとすることができる。 And a plurality of nozzles for ejecting pressurized water, the nozzles being arranged obliquely so as to form crushed particles of water of about 100 μm by colliding each other with water pressure of about 2 MPa and Reynolds number of about 13,000. It can be provided with a blower that sprays the finely pulverized water particles of about 5 to 10 μm by placing the pulverized water particles in an air blow and passing through an arbitrary running section.
また、上記衝突物体は、球体、楕円体、円柱体のいずれかの形状を呈するものとすることができる。 Moreover, the said collision object shall exhibit the shape of either a spherical body, an ellipsoid, or a cylindrical body.
以上のように構成された本発明に係る加湿方法とその装置にあっては、水圧力約2MPa前後、レイノルズ数約13000前後の水が衝突物体に衝突した際、該衝突物体の左右両側から後流に向けて噴霧水流によるカルマン渦列が形成される。その中の乱流域における衝突物体の表面上での噴霧水流の剥がれ点での後流剥離によって、噴霧水流の速度が0となったよどみ点が発生し、このよどみ点での負圧の現象を利用して、より多くの噴霧状粉砕を発生させることができる。 In the humidification method and apparatus according to the present invention configured as described above, when water having a water pressure of about 2 MPa and a Reynolds number of about 13000 collides with the collision object, the water is moved from the left and right sides of the collision object. A Karman vortex street is formed by the spray water flow toward the flow. The stagnation point where the velocity of the spray water flow becomes zero is generated by the wake separation at the separation point of the spray water flow on the surface of the collision object in the turbulent region, and the phenomenon of the negative pressure at this stagnation point is generated. More spray pulverization can be generated.
また、本発明によれば、従来のような約150MPaという大きな加圧動力源を必要とせず、低振動且つ低コストで、しかも省スペース化が図れる小型昇圧装置を用いることができ、また、構造が簡単でしかも噴出騒音の無い低コストな1流体ノズルを使用可能にし、同一室内において均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができる。 Further, according to the present invention, it is possible to use a small booster that does not require a large pressure power source of about 150 MPa as in the prior art, that is low in vibration and low in cost, and that can save space. However, it is possible to use a low-cost one-fluid nozzle that is simple and free from jet noise, and can achieve highly accurate and efficient humidification that is balanced in the same room.
以下、本発明を実施する最良の形態を図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図に示される符号1は、加湿装置における1流体ノズルを構成するところの加圧水噴出用ノズルであり、該加圧水噴出用ノズル1は、図1に示すように、下側の大径部2Aに上側の小径部2Bを連通して成る有底中空状の円筒筐体2の該小径部2B内の上側に配されており、且つこの円筒筐体2よりも下方側に配した貯水槽Pと供給用導管6Aにより、小型昇圧装置3、リリーフバルブ4及び圧力計5を介して接続されている。
円筒筐体2の小径部2B上端側には、加圧水噴出用ノズル1から噴出落下する水を下方側へ向けて強制的に押し込むためのファン構造による押込用送風機7を取り付け、円筒筐体2下側の大径部2Aの内部中央には、前記加圧水噴出用ノズル1位置と任意の助走距離を隔てて、剛性のある球体又は楕円体等の表面が湾曲した立体形状による衝突物体Qが固定された状態に配置されている。
At the upper end side of the small-
また、円筒筐体2下側の大径部2Aの周側面側には、噴霧状微細化した水を出すための出口2Cが形成され、該出口2Cは、噴霧状微細化された水を外方へ向けて例えば風速約2.6m/sで吐き出すためのファン構造による吸引用送風機8に接続している。
In addition, an
なお、円筒筐体2下側の大径部2A下面側には、回収用導管6Bを介して前記貯水槽Pに接続し、円筒筐体2内部で噴霧状に粉砕されなかった水を貯水槽P内に回収できるようにしている。
In addition, on the lower surface side of the large-
また、本実施の形態において、前記した両送風機7,8の風量を制御したり、複数の加圧水噴出用ノズル1の電磁弁による弁開閉制御、駆動用モータによって駆動制御される自動制御用ニードル弁の弁開閉制御等によって水の噴出量を制御したりすることで、水の粉砕粒子流密度を容易に調整することができる。なお、加圧水噴出用ノズル1側に湿度センサーを配置すれば、加湿調整も可能となる。
In the present embodiment, the above-described air valves of both the
こうして、加圧水噴出用ノズル1から水圧力約2MPa前後、レイノルズ数約13000前後の水を噴出落下させ、押込用送風機7によって勢いよく衝突物体Qの表面上に衝突させることで100μm程度の水の粉砕粒子を形成しておいてから、この水の粉砕粒子を前記押込用送風機7による送風に乗せて、円筒筐体2下側の大径部2A内部において円周上の任意の助走区間を通過させることで5〜10μm程度の噴霧状に微細化してから吸引用送風機8によって外部に噴出させるようにしている。
In this way, water having a water pressure of about 2 MPa and a Reynolds number of about 13000 is ejected and dropped from the pressurized
次に、以上のように構成された最良の形態についての使用、動作の一例を説明するに、図1に示すように、リリーフバルブ4を開弁すると、貯水槽Pの水は小型昇圧装置3によって水圧力約2MPa前後、レイノルズ数約13000前後の水にしてから加圧水噴出用ノズル1から噴出する。このとき、押込用送風機7によって、加圧水噴出用ノズル1から噴出落下する水を下方側へ向けて強制的に押し込み、下方側にある衝突物体Qの表面に激しく衝突させる。これによって約100μm前後の水の粉砕粒子が形成される。
Next, an example of use and operation of the best mode configured as described above will be described. As shown in FIG. 1, when the
この水の粉砕粒子は、押込用送風機7による送風に乗せられ、円筒筐体2下側の大径部2Aにおける円周上に沿った任意の助走区間を通過させられることで5〜10μm程度の噴霧状微細化して出口2Cに導かれ、吸引用送風機8によって外部に噴出させられる。
The pulverized particles of water are put on the air blown by the
次に、本実施の形態における1流体ノズルの加湿装置の使用による実証実験の結果は以下の通りであった。すなわち、図4に示すように、圧力(MPa)に対する噴霧量(cc/min)・噴霧有効率(%)との関係について、例えば直径22mmの球体、及び直径25mmの円柱体の場合、圧力が1MPaから2MPaにかけて噴霧量(cc/min)・噴霧有効率(%)が急激に増加し、圧力が2MPaから3MPaにかけて噴霧量(cc/min)・噴霧有効率(%)が最大に達してから、3MPa以上の圧力では噴霧量(cc/min)・噴霧有効率(%)は殆ど変わらないか若干減少する。こうして、水圧力2MPa程度において、均衡の取れた精度の高い効率的な加湿を得ることができる。 Next, the result of the demonstration experiment by using the humidifier of 1 fluid nozzle in this Embodiment was as follows. That is, as shown in FIG. 4, regarding the relationship between the spray amount (cc / min) and the spray effective rate (%) with respect to the pressure (MPa), for example, in the case of a sphere having a diameter of 22 mm and a cylinder having a diameter of 25 mm, the pressure is The spray amount (cc / min) / spray effective rate (%) suddenly increases from 1 MPa to 2 MPa, and the spray amount (cc / min) / spray effective rate (%) reaches the maximum from 2 MPa to 3 MPa. At a pressure of 3 MPa or more, the spray amount (cc / min) / spray effective rate (%) hardly changes or slightly decreases. Thus, at a water pressure of about 2 MPa, it is possible to obtain a balanced and accurate and efficient humidification.
図2は、本発明に係る加圧水噴出用ノズル1、衝突物体Qの他の実施例を示している。この場合には、衝突物体Qを円柱体に形成し、これを円筒筐体2下側の大径部2A中央に対して横向きに架設させると共に、該衝突物体Qに沿うように、円筒筐体2の小径部2B内上側に3つの加圧水噴出用ノズル1を隣接配置させている。
FIG. 2 shows another embodiment of the pressurized
図3は、本発明に係る加圧水噴出用ノズル1の他の実施例を示している。この場合には、衝突物体Qを使用せずに、円筒筐体2の小径部2B内上側に2つの加圧水噴出用ノズル1を、互いに水の吐出方向が交差するように斜向配置させている。なお、3つ以上の加圧水噴出用ノズル1を、互いに水の吐出方向が交差するように斜向配置させても良い。
FIG. 3 shows another embodiment of the pressurized
これによって2つの加圧水噴出用ノズル1それぞれから噴出する水同士を互いに衝突させることにより約100μm前後の水の粉砕粒子を形成させておき、この水の粉砕粒子を押込用送風機7による送風に乗せて任意の助走区間を通過させることで5〜10μm程度に噴霧状微細化してから吸引用送風機8によって外部に噴出させるようにしている。
As a result, the water ejected from each of the two pressurized
上記実施例3の加圧水噴出用ノズル1から吐出された水粒子を交差させる手段及びその後、実施例1、2に示す衝突物体Qに衝突させる手段とを併存させることもできる。
The means for crossing the water particles discharged from the pressurized
P 貯水槽
Q 衝突物体
1 加圧水噴出用ノズル
2 円筒筐体
2A 大径部
2B 小径部
2C 出口
3 小型昇圧装置
4 リリーフバルブ
5 圧力計
6A 供給用導管
6B 回収用導管
7 押込用送風機
8 吸引用送風機
P Water storage tank
Claims (4)
The humidifying device according to claim 2, wherein the collision object has a shape of a sphere, an ellipsoid, or a cylinder.
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JP2005094173A JP2006275382A (en) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | Humidifying method and humidifying device |
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- 2005-03-29 JP JP2005094173A patent/JP2006275382A/en active Pending
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