JP2016075424A - Two-fluid sprayer and outdoor machine of air conditioning device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二流体噴霧器及びこれを備えた空気調和装置の室外機に関する。 The present invention relates to a two-fluid sprayer and an outdoor unit of an air conditioner including the two-fluid sprayer.
従来、熱交換器に向かう空気に水を噴霧して熱交換器を補助的に冷却する二流体噴霧器を備えた空気調和装置の室外機が知られている(例えば特許文献1)。この室外機では、噴霧された水により熱交換器に向かう空気が冷却されるので、空気調和装置に必要とされる動力(消費電力)を低減することができる。このような室外機では、二流体噴霧器から噴霧される水滴が熱交換器の表面に付着すると、熱交換器が腐食する場合があるので、二流体噴霧器から噴霧される水滴は、熱交換器に到達する前に蒸発するように微粒化されていることが望ましい。 DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the outdoor unit of the air conditioning apparatus provided with the two-fluid sprayer which sprays water on the air which goes to a heat exchanger, and cools a heat exchanger auxiliary is known (for example, patent document 1). In this outdoor unit, air directed to the heat exchanger is cooled by the sprayed water, so that power (power consumption) required for the air conditioner can be reduced. In such an outdoor unit, when water droplets sprayed from the two-fluid sprayer adhere to the surface of the heat exchanger, the heat exchanger may corrode. It is desirable that it is atomized so as to evaporate before reaching.
ところで、二流体噴霧器において噴出孔から噴霧される水滴の微粒化には、噴霧圧力と、二流体噴霧器に供給される空気と水の質量流量比(GLR=空気の質量流量/水の質量流量)とが関係している。例えば、GLRが高くなると、水滴の微粒化に寄与する空気の量が増えて、微粒化効果が高まる。一方、低いGLRで水滴を微粒化するためには、噴霧圧力を高くする必要がある。 By the way, for atomization of water droplets sprayed from the ejection holes in the two-fluid sprayer, the spray pressure and the mass flow rate ratio of air and water supplied to the two-fluid sprayer (GLR = mass flow rate of air / mass flow rate of water) And is related. For example, when the GLR increases, the amount of air that contributes to atomization of water droplets increases and the atomization effect increases. On the other hand, in order to atomize water droplets with a low GLR, it is necessary to increase the spray pressure.
また、水滴の微粒化には、二流体噴霧器内の二相流の流動様式も関係している。二流体の流動様式は、GLRが高くなるに従い、気泡流、プラグ流、スラグ流、環状流などと変化していく。その中で、プラグ流、スラグ流などになった際は、噴霧が不安定になり、結果的に微粒化効果が下がる。また、環状流も気泡流も安定した噴霧を得られるが、気泡流の方が微粒化効率は高い。 The atomization of water droplets is also related to the flow mode of the two-phase flow in the two-fluid sprayer. The flow pattern of the two fluids changes as a bubble flow, a plug flow, a slag flow, an annular flow, and the like as the GLR increases. Among these, when it becomes a plug flow, a slag flow, etc., spray becomes unstable, and the atomization effect falls as a result. Moreover, although the annular flow and the bubble flow can obtain a stable spray, the bubble flow has higher atomization efficiency.
すなわち、低いGLRの場合、高圧の水を二流体噴霧器に供給する必要があるので、水道水の圧力では水滴を微粒化することができない。しかし、GLRを高くすると、流動様式が環状流となってしまい、低いGLRの時のみ実現できるとされている気泡流よりも微粒化効率は下がってしまう。 That is, in the case of a low GLR, since it is necessary to supply high-pressure water to the two-fluid sprayer, water droplets cannot be atomized with tap water pressure. However, when the GLR is increased, the flow pattern becomes an annular flow, and the atomization efficiency is lowered as compared with the bubble flow that can be realized only when the GLR is low.
本発明の目的は、高圧の水を二流体噴霧器に供給しなくても、水道水の圧力程度の低圧で水滴を微粒化することができる二流体噴霧器及びこれを備えた空気調和装置の室外機を提供することである。 An object of the present invention is to provide a two-fluid sprayer capable of atomizing water droplets at a low pressure of about the pressure of tap water without supplying high-pressure water to the two-fluid sprayer, and an outdoor unit of an air conditioner equipped with the two-fluid sprayer Is to provide.
本発明の二流体噴霧器(2)は、空気と水の気液二相流を通過させて気泡を生成する気泡生成部(5)と、前記気泡生成部(5)を通過した気液二相流に含まれる気泡を微細化する気泡微細化部(6)と、前記気泡微細化部(6)を通過した後の気液二相流を噴出する噴出孔(70)を有する噴霧部(7)と、を備える。 The two-fluid sprayer (2) of the present invention includes a bubble generation unit (5) that generates a bubble by passing a gas-liquid two-phase flow of air and water, and a gas-liquid two-phase that has passed through the bubble generation unit (5). A bubble refining section (6) for refining bubbles contained in the flow, and a spray section (7) having an ejection hole (70) for ejecting a gas-liquid two-phase flow after passing through the bubble refining section (6) And).
高いGLR(すなわち、GLR≧0.04)となるように空気と水が供給される二流体噴霧器(2)の内部では、気液二相流の流動様式が環状流になりやすい。そこで、本発明では、二流体噴霧器(2)の内部において流動様式が環状流となった気液二相流を、二流体噴霧器の内部において噴出孔(70)に至るまでの間に、気泡生成部(5)と気泡微細化部(6)において段階的に、気泡が微細化された気液二相流に変化させる。 Inside the two-fluid sprayer (2) to which air and water are supplied so as to have a high GLR (ie, GLR ≧ 0.04), the flow mode of the gas-liquid two-phase flow tends to be an annular flow. Therefore, in the present invention, a gas-liquid two-phase flow whose flow pattern is an annular flow inside the two-fluid sprayer (2) is generated during the period from the inside of the two-fluid sprayer to the ejection hole (70). In the step (5) and the bubble refining portion (6), the bubbles are changed stepwise into a gas-liquid two-phase flow.
すなわち、本発明では、流動様式が環状流である気液二相流が気泡生成部(5)を通過することによって気泡が生成され、この気泡生成部(5)を通過した気液二相流に含まれる気泡を気泡微細化部(6)において微細化する。このように流動様式が環状流である気液二相流は、気泡生成部(5)と気泡微細化部(6)において段階的に気泡が微細化されることにより、微細な気泡が分散した気液二相流(流動様式が気泡流である気液二相流又はそれに近い流動状態の気液二相流)に変化する。そして、微細な気泡が分散した気液二相流が噴霧部(7)において噴出孔(70)から噴出される。このとき、噴出孔(70)又はその近傍において微細な気泡が破裂する力によって水滴が微粒化される。以上のことから、本発明では、水道水の圧力又はそれに近い圧力であっても水滴を微粒化することができる。 That is, in the present invention, a gas-liquid two-phase flow having an annular flow mode passes through the bubble generation unit (5) to generate bubbles, and the gas-liquid two-phase flow that has passed through the bubble generation unit (5). In the bubble refinement section (6). As described above, in the gas-liquid two-phase flow in which the flow mode is an annular flow, the fine bubbles are dispersed by the stepwise refinement of the bubbles in the bubble generation unit (5) and the bubble refinement unit (6). It changes into a gas-liquid two-phase flow (a gas-liquid two-phase flow in which the flow mode is a bubble flow or a gas-liquid two-phase flow in a fluid state close thereto). A gas-liquid two-phase flow in which fine bubbles are dispersed is ejected from the ejection hole (70) in the spray section (7). At this time, water droplets are atomized by the force that fine bubbles burst at or near the ejection hole (70). From the above, in the present invention, water droplets can be atomized even at a tap water pressure or a pressure close thereto.
なお、本発明のように気泡生成部(5)と気泡微細化部(6)を用いた段階的な手段ではなく、単一の手段で環状流を気泡流又はそれに近い流動状態に直接変化させるのは困難である。その一方で、本発明のように、気泡微細化部(6)において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡を気泡生成部(5)において予め生成しておくことによって、環状流から気泡流又はそれに近い流動状態の気液二相流を効果的に生成することができる。 It should be noted that the annular flow is directly changed to the bubble flow or a flow state close thereto by a single means, not the stepwise means using the bubble generation part (5) and the bubble refinement part (6) as in the present invention. It is difficult. On the other hand, as in the present invention, by generating bubbles in the bubble generation unit (5) in advance in an intermediate size to the extent that bubbles can be reduced in the bubble refinement unit (6), Therefore, it is possible to effectively generate a gas-liquid two-phase flow in a bubble state or a flow state close thereto.
また、例えば単一の多孔体で環状流を気泡流又はそれに近い流動状態に変化させようとすると、多孔体を通過するときの圧力損失が大きくなりすぎるという不具合が生じるが、段階的に気泡を微細化する本発明では、そのような圧力損失の増大が生じるのを抑制することができる。 In addition, for example, if an annular flow is changed to a bubble flow or a flow state close thereto with a single porous body, there is a problem that the pressure loss when passing through the porous body becomes too large. In the present invention to be miniaturized, such an increase in pressure loss can be suppressed.
前記二流体噴霧器(2)において、前記気泡微細化部(6)は、前記気泡生成部(5)を通過した後の気液二相流が通過する多孔体(61)、及び前記気泡生成部(5)を通過した後の気液二相流に超音波を付与する超音波付与部(62)の少なくとも一方を有しているのが好ましい。 In the two-fluid sprayer (2), the bubble refining unit (6) includes a porous body (61) through which a gas-liquid two-phase flow after passing through the bubble generation unit (5) passes, and the bubble generation unit It is preferable to have at least one of the ultrasonic application part (62) which provides an ultrasonic wave to the gas-liquid two-phase flow after passing through (5).
この構成では、気泡生成部(5)において生成された中間的な大きさの気泡をさらに微細化する手段として、多孔体(61)及び超音波付与部(62)の少なくとも一方を採用することにより、微細な気泡が分散した気液二相流を、噴霧部(7)の噴出孔(70)に安定して供給することができる。 In this configuration, by adopting at least one of the porous body (61) and the ultrasonic wave imparting section (62) as a means for further miniaturizing the medium-sized bubbles generated in the bubble generating section (5). The gas-liquid two-phase flow in which fine bubbles are dispersed can be stably supplied to the ejection hole (70) of the spray section (7).
前記二流体噴霧器(2)において、前記気泡生成部(5)は、前記気液二相流が通過する多孔体(51)、前記気液二相流に旋回流を付与する旋回流付与部(52)、及び前記気液二相流の流れの抵抗となる抵抗体(53,54)の少なくとも一つを有していてもよい。 In the two-fluid sprayer (2), the bubble generation unit (5) includes a porous body (51) through which the gas-liquid two-phase flow passes, and a swirl flow applying unit (providing swirl flow to the gas-liquid two-phase flow ( 52) and at least one of the resistors (53, 54) serving as resistance to the flow of the gas-liquid two-phase flow.
気泡生成部(5)は、気泡微細化部(6)において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡を生成できるものであればよい。したがって、気泡生成部(5)としては、上記のように多孔体(51)、旋回流付与部(52)及び抵抗体(53,54)の少なくとも1つを採用することができる。抵抗体としては、後述の図8,9に示すような板状部(53)、後述の図10,11に示すような段差部(54)などを例示できる。 The bubble generation part (5) should just be a thing which can produce | generate the bubble of the intermediate | middle magnitude | size which can refine | miniaturize a bubble in the bubble refinement | miniaturization part (6). Therefore, at least one of the porous body (51), the swirl flow imparting section (52), and the resistors (53, 54) can be adopted as the bubble generating section (5) as described above. Examples of the resistor include a plate-like portion (53) as shown in FIGS. 8 and 9 described later, a stepped portion (54) as shown in FIGS.
前記二流体噴霧器(2)において、前記気泡生成部(5)は、前記気液二相流が通過する第1の多孔体(51)を有し、前記気泡微細化部(6)は、前記気泡生成部(5)を通過した後の気液二相流が通過するものであって前記第1の多孔体(51)よりも目の細かい第2の多孔体(61)を有していてもよい。 In the two-fluid sprayer (2), the bubble generation unit (5) has a first porous body (51) through which the gas-liquid two-phase flow passes, and the bubble refinement unit (6) The gas-liquid two-phase flow after passing through the bubble generating part (5) passes, and has a second porous body (61) that is finer than the first porous body (51). Also good.
この構成では、気泡微細化部(6)において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡を第1の多孔体(51)において生成し、この中間的な大きさの気泡を第2の多孔体(61)においてさらに微細化することができる。 In this configuration, bubbles having an intermediate size that can be reduced in size in the bubble refinement unit (6) are generated in the first porous body (51). The porous body (61) can be further miniaturized.
前記二流体噴霧器(2)において、前記気泡生成部(5)は、前記第1の多孔体(51)と前記第2の多孔体(61)との間に設けられた隙間(50)を含んでいるのが好ましい。 In the two-fluid sprayer (2), the bubble generating part (5) includes a gap (50) provided between the first porous body (51) and the second porous body (61). It is preferable.
この構成では、第1の多孔体(51)と第2の多孔体(61)との間に隙間(50)が設けられているので、中間的な大きさの複数の気泡を安定して生成することができる。 In this configuration, since the gap (50) is provided between the first porous body (51) and the second porous body (61), a plurality of bubbles of intermediate sizes can be stably generated. can do.
本発明の空気調和装置の室外機は、熱交換器(11)と、前記熱交換器(11)に向かう空気に水を噴霧する前記二流体噴霧器(2)と、を備える。 The outdoor unit of the air conditioning apparatus according to the present invention includes a heat exchanger (11) and the two-fluid sprayer (2) that sprays water onto the air toward the heat exchanger (11).
この構成では、二流体噴霧器(2)において微粒化された水滴を噴霧することができるので、噴霧された水により熱交換器に向かう空気が冷却され、その結果、空気調和装置の室外機の運転に必要な入力を低減することができる。また、この構成では、二流体噴霧器(2)において水道水の圧力又はそれに近い圧力で水滴を微粒化することができるので、例えば水圧を高めるための手段(噴霧圧力を高めるための手段)を別途設けなくてもよい。 In this configuration, since the atomized water droplets can be sprayed in the two-fluid sprayer (2), the air toward the heat exchanger is cooled by the sprayed water, and as a result, the operation of the outdoor unit of the air conditioner It is possible to reduce the necessary input. Further, in this configuration, since the water droplets can be atomized at the pressure of tap water or a pressure close thereto in the two-fluid sprayer (2), for example, means for increasing the water pressure (means for increasing the spray pressure) are separately provided. It does not have to be provided.
本発明によれば、二流体噴霧器において、水道水の圧力又はそれに近い圧力で水滴を微粒化することができる。 According to the present invention, in a two-fluid sprayer, water droplets can be atomized at tap water pressure or pressure close thereto.
以下、本発明の実施形態に係る二流体噴霧器2及びこれを備えた空気調和装置の室外機10について図面を参照して説明する。空気調和装置は、図1に示す室外機10と、図略の室内機と、これらを接続する図略の連絡配管(冷媒配管)とを備えている。空気調和装置は、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えている。
Hereinafter, a two-
[空気調和装置の室外機]
図1に示すように、室外機10は、噴霧機構1、熱交換器11、送風機12、圧縮機13、制御部14、外気温度センサ15などを備えている。熱交換器11、送風機12、圧縮機13及び制御部14は、室外機10のケース16内に収容されている。制御部14は、噴霧機構1、送風機12、圧縮機13などの運転を制御する。熱交換器11及び圧縮機13は、前記冷媒回路に設けられている。
[Outdoor unit of air conditioner]
As shown in FIG. 1, the
噴霧機構1は、冷房運転時において熱交換器11に向かう外気を冷却することができる。噴霧機構1は、熱交換器11に向かう外気の温度を低下させることにより、熱交換器11の伝熱管及び冷媒を冷却する効果を高めることができる。このように噴霧機構1は、熱交換器11及び冷媒を補助的に冷却して空気調和装置の冷房能力を高めることができる。噴霧機構1の詳細については後述する。
The spray mechanism 1 can cool the outside air toward the
熱交換器11としては、例えばクロスフィンコイル式の熱交換器が挙げられるが、これに限定されない。クロスフィンコイル式の熱交換器は、伝熱管と、伝熱管が貫通する多数のプレートフィンとを備えており、伝熱管の内部を冷媒が流れ、プレートフィン同士の間を外気が流れる。図2に示す具体例では、熱交換器11は、室外機10の設置面(水平面)に対して上方に立設されており、平面視で略U字形状を有している。ただし、熱交換器11の配置はこれに限られない。ケース16の4つの側板のうち、熱交換器11に対向する3つの側板16a,16b,16cには、外気をケース16内に吸い込むために図略の吸込口が設けられている。また、ケース16の天板16dにはケース16内の空気を外部に吹き出すための吹出口16eが設けられている。
Examples of the
送風機12としては、例えば軸流送風機、遠心送風機、斜流送風機などを用いることができる。図1に示すように、送風機12は、羽根車12aと、この羽根車12aを回転させる図略のモータとを備えている。本実施形態では、送風機12は、ケース16内の上部に設けられており、図2に示す吹出口16eの直下に配置されている。ただし、送風機12の配置はこれに限られない。送風機12は、熱交換器11よりも空気の流れ方向の下流側に位置している。
As the
空気調和装置の運転時には、圧縮機13が運転されることにより冷媒が室外機10と室内機との間を循環するとともに、送風機12のモータが運転されることにより羽根車12aが回転し、外気がケース16の吸込口からケース16の内部に吸い込まれる。ケース16の内部に吸い込まれた外気は、熱交換器11において冷媒と熱交換した後、吹出口16eを通じてケース16の外部に吹き出される。
During the operation of the air conditioner, the refrigerant is circulated between the
例えば冷房運転時には、ケース16の内部に吸い込まれた外気は、凝縮器として機能する熱交換器11における伝熱管を介して、この伝熱管内を流れる高温高圧の冷媒と熱交換する。すなわち、外気は、熱交換器11の伝熱管及び冷媒を冷却する。これにより、熱交換器11の伝熱管を流れる冷媒は冷却されて凝縮する。外気温度センサ15は、外気温度を検知することができる。
For example, during the cooling operation, the outside air sucked into the
[噴霧機構]
次に、噴霧機構1について説明する。図1に示すように、噴霧機構1は、1つ又は複数の二流体噴霧器2と、液体供給機構80と、気体供給機構90とを備えている。以下では、噴霧機構1が複数の二流体噴霧器2を備えている場合を例に挙げて説明するが、噴霧機構1は1つの二流体噴霧器2のみを備えていてもよい。
[Spraying mechanism]
Next, the spray mechanism 1 will be described. As shown in FIG. 1, the spray mechanism 1 includes one or a plurality of two-
複数の二流体噴霧器2の配置は、特に限定されないが、例えば図2に示すような配置例を挙げることができる。図2に示す配置例では、複数の二流体噴霧器2は、熱交換器11に対向する位置に配列されている。各二流体噴霧器2は、送風機12の羽根車12aが回転することにより形成される気流の方向において、熱交換器11よりも上流側に位置している。本実施形態では、複数の二流体噴霧器2は、熱交換器11の側方に配置されている。具体的に、熱交換器11に沿った3つの側板16a,16b,16cのそれぞれに、1つ又は複数の二流体噴霧器2が対向するように配置されている。
The arrangement of the plurality of two-
複数の二流体噴霧器2は、二流体噴霧器2による冷却効果が熱交換器11のほぼ全体にわたって及ぼされるように、熱交換器11に対向する3つの側板16a、16b、16cにおいて互いに間隔を空けて配置されている。各二流体噴霧器2は、ケース16の側板、天板、又はケース16に別途設けられた図略の支持部材によって支持されている。
The plurality of two-
各二流体噴霧器2は、熱交換器11に向かう空気に水を噴霧する。図1に示す実施形態では、二流体噴霧器2における水滴の噴霧方向が熱交換器11とは反対側(熱交換器11から遠ざかる方向)に向いているが、これに限られない。例えば、図12に示す室外機10の変形例2のように二流体噴霧器2における水滴の噴霧方向は熱交換器11側に向いていてもよく、図13に示す室外機10の変形例3のように二流体噴霧器2における水滴の噴霧方向は熱交換器11に沿った方向(図15では下方)に向いていてもよい。
Each two-
図1に示す実施形態では、二流体噴霧器2から噴霧された水滴は、図1において一点鎖線の矢印で示すように、熱交換器11とは反対側に向かう空気中を放射状に拡散しながら、次第に熱交換器11側に向きを変え、熱交換器11に向かって移動する。水滴の全部又はその大半は、熱交換器11に到達する前に気化する。
In the embodiment shown in FIG. 1, water droplets sprayed from the two-
液体供給機構80は、液送配管81と、液送ポンプ82とを含む。液送配管81は、例えば水道などの水供給源100と二流体噴霧器2とを接続している。液送ポンプ82は、液送配管81を通じて水を二流体噴霧器2に送る。
The
気体供給機構90は、気送配管91と、例えばコンプレッサーなどの気送ポンプ92とを含む。気送配管91は、気送ポンプ92と二流体噴霧器2とを接続している。気送ポンプ92は、気送配管91を通じて空気を二流体噴霧器2に送る。
The
図1では、1つの二流体噴霧器2に対して液体供給機構80及び気体供給機構90が接続されている状態を示しており、他の二流体噴霧器2の図示を省略しているが、液体供給機構80及び気体供給機構90は、他の二流体噴霧器2に対しても図1に示す接続状態と同様に接続される。具体的には、例えば、液体供給機構80の液送配管81は、途中で分岐して複数の二流体噴霧器2に接続され、気体供給機構90の気送配管91は、途中で分岐して複数の二流体噴霧器2に接続される。
FIG. 1 shows a state in which a
制御部14は、外気温度センサ15によって外気温度が所定の温度以上に達したことを検知すると、冷房運転の負荷が所定のレベルを超えたと判断し、液送ポンプ82及び気送ポンプ92を制御して複数の二流体噴霧器2から水の噴霧を開始する。例えば、制御部14は、所定時間の間、各二流体噴霧器2から連続的に又は間欠的に水が噴霧されるように液送ポンプ82及び気送ポンプ92を制御する。
When the outside
液送ポンプ82及び気送ポンプ92が運転されると、液送配管81を通じて二流体噴霧器2に水が供給されるとともに、気送配管91を通じて二流体噴霧器2に空気が供給される。これにより、二流体噴霧器2から微細化された水滴が噴霧される。
When the
[二流体噴霧器]
次に、二流体噴霧器2について詳細に説明する。図3は、本発明の実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。本実施形態の二流体噴霧器2は、水道水の圧力又はそれに近い圧力で水滴を微粒化することができる。図3に示すように、二流体噴霧器2は、空気と水とが混合される気液混合部3と、気泡生成部5と、気泡微細化部6と、噴霧部7とを備えている。気液混合部3、気泡生成部5、気泡微細化部6及び噴霧部7は、気液二相流の流れる方向に沿ってこの順に並んでいる。
[Two fluid sprayer]
Next, the two-
二流体噴霧器2は、例えば筒状のケース8を備えている。ただし、ケース8の形状は筒状に限られない。ケース8の軸方向の長さは、例えば50mm〜300mm程度(例えば100mm)に設定してもよく、ケース8の内部の直径は、例えば5mm〜30mm程度(例えば10mm)に設定してもよいが、ケース8の大きさは、上記の長さ及び直径に限定されるものではない。
The two-
図3に示すように、気液混合部3には、液送配管81を流れる水Lが水入口8aを通じて供給され、気送配管91を流れる空気Gが空気入口8bを通じて供給される。本実施形態では、二流体噴霧器2の気液混合部3に供給される空気と水の質量流量比(GLR)は0.04以上に設定される。GLRの上限値は、特に限定されるものではないが、具体例を挙げると次のようになる。
As shown in FIG. 3, the water L flowing through the
噴霧実験においてGLRが3.149であっても二流体噴霧器2から微細化された水滴を噴霧することができた。したがって、GLRは、例えば3.149以下とすることができる。また、より高い微粒化効果を得るためには、GLRは、0.700以下とするのが好ましく、さらに高い微粒化効果を得るためには、GLRは、0.655以下とするのが好ましい。また、GLRを0.454に設定してハイスピードカメラを用いて二流体噴霧器2の気泡微細化部6を確認したところ、気泡微細化部6において微細な気泡が生成されていた。このことから、GLRは、0.500以下であるのがより好ましく、0.454以下であるのがさらに好ましい。本実施形態では、これまでの実験結果を考慮すると、GLRは、0.04以上0.300以下であるのが特に好ましく、この場合には、気泡を多く発生させることができ、結果として安定した噴霧を得ることができる。
In the spraying experiment, even if the GLR was 3.149, fine water droplets could be sprayed from the two-
本実施形態では、二流体噴霧器2に供給する水の圧力は、水道水の圧力以下であるのが好ましい。具体的には、二流体噴霧器2に供給する水の圧力は、0.3MPa以下であるのが好ましく、0.2MPa以下であるのがより好ましい。
In this embodiment, it is preferable that the pressure of the water supplied to the two-
二流体噴霧器2に供給する水流量の下限は、0.020L/分以上であるのが好ましく、0.030L/分以上であるのがより好ましい。二流体噴霧器2に供給する水流量の上限は、2.0L/分以下であるのが好ましく、1.0L/分以下であるのがより好ましい。具体例として、二流体噴霧器2に流入する水流量は0.040L/分〜0.080L/分とすることができるが、これに限られない。
The lower limit of the flow rate of water supplied to the two-
気液混合部3において生成された気液二相流は、二流体噴霧器2のケース8内を噴霧部7に向かって流れる間に、噴霧部7よりも上流側の領域4において、流動様式が環状流になることがある。環状流は、例えば図3に示すようにケース8の内周面に沿って水の領域が環状に形成され、この環状の水領域の内部に空気の領域が形成される。ただし、本実施形態において環状流は、図3に示すように水の領域と空気の領域が厳密に分かれている場合に限られず、環状の水領域に多少の気泡が含まれていてもよく、また、中央の空気領域に多少の水が流れていてもよい。
While the gas-liquid two-phase flow generated in the gas-
気泡生成部5は、GLRが0.04以上の気液二相流を通過させて気泡を生成する。具体的には、気泡生成部5は、これの下流に設けられている気泡微細化部6において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡(比較的大きな気泡)を予め生成しておくためのものである。当然のことながら、図3に示す気泡生成部5の直前の領域である環状流においても多少の気泡が存在することもあり、この場合には、環状流が気泡生成部5を通過した後の気液二相流に含まれる気泡は、通過する前の環状流に含まれる気泡に比べて、水中においてより分散した状態となる。
The
気泡微細化部6は、気泡生成部5を通過した気液二相流に含まれる気泡を微細化する。図3に示すように、気泡微細化部6は、気泡生成部5の直後(気泡生成部5の下流側に隣接する位置)に設けられている。気泡微細化部6は、噴霧部7の直前(噴霧部7の上流側に隣接する位置)に設けられている。気泡微細化部6には、その上流側に隣接する気泡生成部5において予め生成された中間的な大きさの気泡を含む気液二相流が供給される。これにより、中間的な大きさの気泡が気泡微細化部6において微細化されるので、環状流から気泡流又はそれに近い流動状態の気液二相流を効果的に生成することができる。
The
図3に示す本実施形態では、二流体噴霧器2の先端部におけるケース8の内周面は、噴霧部7に向かうにつれて先細りするテーパー面である。すなわち、二流体噴霧器2の先端部においては気液二相流の流路が下流側に向かうにつれて先細りしている。これにより、二流体噴霧器2の先端部においては、二流体噴霧器2の内部を流れる気液二相流の流速が噴霧部7の噴出孔70に向かうにつれて次第に高められる。
In the present embodiment shown in FIG. 3, the inner peripheral surface of the
噴霧部7は、気泡微細化部6を通過した後の気液二相流を噴出する噴出孔70を有する。本実施形態において、噴霧部7と気泡微細化部6との境界は、噴出孔70の上流側の端である。噴霧部7には、気泡微細化部6において生成された微細な気泡が分散した気液二相流が供給され、この気液二相流が噴出孔70から噴出される。このとき、噴出孔70又はその近傍において微細な気泡が破裂する力によって水滴が微粒化される。噴出孔70から噴出される水滴の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、例えば60μm以下にすることができる。噴出孔70から噴出される水滴の速度は、例えば数十m/秒〜数百m/秒程度(例えば200m/秒程度)になる。
The
上記のような構造を備えた本実施形態の二流体噴霧器2では、以下のような理由から、水道水の圧力よりも大きな高圧の水を二流体噴霧器に供給しなくても、水道水の圧力程度の低圧で水滴を微粒化することができる。
In the two-
すなわち、本実施形態では、二流体噴霧器2には、高いGLR(すなわち、GLR≧0.04)となるように空気と水が供給される。このような高いGLRの場合、空気の圧力が高くなるので、水圧を高くする必要がなく、その結果、水供給源100として水道を用いることができる。しかしながら、GLRが高くなると、空気と水が混合される二流体噴霧器2の内部において気液二相流の流動様式が環状流になりやすい。流動様式が環状流になると、二流体噴霧器2の噴出孔70から噴霧される水滴が微粒化されにくくなる。本実施形態の二流体噴霧器2は、二流体噴霧器2の内部において流動様式が環状流となったとしても、噴出孔70から噴出される直前の段階において水中に微細な気泡が分散した流動様式に変化させることができれば、噴出孔70から噴出される水滴を微粒化することができるという考えに基づいている。すなわち、本実施形態では、高いGLRで空気と水が混合されて二流体噴霧器2の内部において環状流となったとしても、二流体噴霧器2の噴霧部7に隣接する上流側の領域において気泡流を生成することにより、高い微粒化効果を得ることができる。
That is, in the present embodiment, the two-
以上の通り本実施形態に係る二流体噴霧器2について説明したが、以下では、二流体噴霧器2の具体例について図4〜図12を参照しながら詳細に説明する。図4〜図12のそれぞれは、図3の二流体噴霧器2における下流側(噴霧部7側)の一部を具体的に示したものである。なお、二流体噴霧器2の構造は、以下の第1実施形態〜第8実施形態に限定されるものではない。
Although the two-
[第1実施形態]
図4は、本発明の第1実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。図4に示すように、第1実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は第1の多孔体51を有し、気泡微細化部6は第2の多孔体61を有する。
[First Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the two-
第1の多孔体51は、気液混合部3において生成された気液二相流(空気と水の質量流量比GLRが0.04以上の気液二相流)が通過可能である。すなわち、第1の多孔体51は通水性及び通気性を有する。第1の多孔体51は、気液混合部3において生成された気液二相流を通過させて気泡を生成する機能を有する。
The first
第2の多孔体61は、気泡生成部5を通過した後の気液二相流が通過可能である。すなわち、第2の多孔体61は通水性及び通気性を有する。第2の多孔体61は、気泡生成部5を通過した後の気液二相流に含まれる気泡を微細化する機能を有する。第2の多孔体61は、第1の多孔体51よりも目が細かい。
The gas-liquid two-phase flow after passing through the
第1の多孔体51の構造、第1の多孔体51を構成する材料などは特に限定されないが、次のような形態を例示することができる。第1の多孔体51は、例えば多孔質材料によって形成されていてもよい。この多孔質材料は、気液二相流が通過可能な連続した流路を有する。多孔質材料としては、例えば多孔質プラスチック、多孔質金属、多孔質セラミックスなどを挙げることができるが、これらに限られない。多孔質プラスチックとしては、例えばスポンジなどを挙げることができる。多孔質材料は、第1の多孔体51の厚み方向において均一な気孔が形成されていてもよく、厚み方向において気孔率が変化するように形成されていてもよい。また、第1の多孔体51は、プラスチック板、金属板、セラミックス板などの板状部材に複数の貫通孔が形成されたものであってもよい。複数の貫通孔が形成された金属板としては、例えばパンチングメタルを挙げることができる。
Although the structure of the 1st
第2の多孔体61は、上記のような多孔質材料によって形成されていてもよく、上記のような板状部材に複数の貫通孔が形成されたものであってもよい。第1の多孔体51と第2の多孔体61は、互いに異なる構造であってもよい。また、第1の多孔体51と第2の多孔体61は、同じ材料によって形成されていてもよく、異なる材料によって形成されていてもよい。
The second
上述したように第2の多孔体61は、第1の多孔体51よりも目が細かい。第2の多孔体61が第1の多孔体51よりも目が細かくなるようにするには、例えば次のような手段を挙げることができる。例えば、第2の多孔体61の孔径(平均孔径)を第1の多孔体51の孔径(平均孔径)よりも小さくしてもよい。また、第2の多孔体61の気孔率(開口率)を第1の多孔体51の気孔率(開口率)よりも小さくしてもよい。気孔率(開口率)は、多孔体の総体積に対する孔の体積の割合である。
As described above, the second
第1の多孔体51の孔径、気孔率、第2の多孔体61の孔径、気孔率、第1の多孔体51の厚み、第2の多孔体61の厚みは、特に限定されるものではなく、二流体噴霧器2の内部において圧力損失が大きくなりすぎない程度で、且つ、第1の多孔体51の機能及び第2の多孔体61の機能を発揮できる程度に適宜調節される。
The pore diameter and porosity of the first
図4に示すように、気泡生成部5は、第1の多孔体51と第2の多孔体61との間に設けられた隙間50を含む。このように第1の多孔体51と第2の多孔体61との間に隙間50が設けられているので、気泡生成部5において中間的な大きさの複数の気泡を安定して生成することができる。
As shown in FIG. 4, the
二流体噴霧器2の軸方向における隙間50の大きさL1は、特に限定されるものではない。図4に示す具体例では、隙間50の大きさL1は、第1の多孔体51の厚みよりも大きいが、これに限られない。隙間50の大きさL1は、気泡生成部5において生成する気泡の直径(気泡微細化部6において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡の直径)よりも大きくするのが好ましい。
The size L1 of the
気泡微細化部6は、第2の多孔体61と噴霧部7との間に設けられた隙間60を含む。このように第2の多孔体61と噴霧部7との間に隙間60が設けられているので、気泡微細化部6において微細な複数の気泡を安定して生成することができる。
The
二流体噴霧器2の軸方向における隙間60の大きさL2は、特に限定されるものではない。図4に示す具体例では、隙間60の大きさL2は、第2の多孔体61の厚みよりも大きいが、これに限られない。隙間60の大きさL2は、気泡微細化部6において生成する気泡の直径よりも大きくするのが好ましい。
The size L2 of the
[第2実施形態]
図5は、本発明の第2実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。第2実施形態の二流体噴霧器2は、気泡微細化部6の構造が第1実施形態と異なっており、それ以外の構造は第1実施形態と同様である。図5に示すように、第2実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は多孔体51を有し、気泡微細化部6は超音波付与部62を有する。第2の実施形態における多孔体51は、第1実施形態における第1の多孔体51と同様である。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a sectional view showing a two-
超音波付与部62は、気泡生成部5を通過した後の気液二相流に超音波を付与する機能を有している。図5に示すように、超音波付与部62は、その先端部に超音波振動子62aを備えている。本実施形態では、超音波振動子62aは、ケース8の内部に挿入されてケース8内の気液二相流に接するように配置されているが、これに限られない。超音波振動子62aは、例えば二流体噴霧器2のケース8の外側面に接するように又は外側面に近接するように配置されていてもよい。超音波振動子62aの振動がケース8の内部の気液二相流に伝わることによって気泡微細化部6において気泡が微細化される。
The ultrasonic
超音波振動子62aは、二流体噴霧器2の軸方向において、気泡生成部5の多孔体51よりも下流側で且つ多孔体51から距離L1だけ離れた位置に配置されている。これにより、気泡生成部5には第1実施形態で説明したような隙間50が設けられている。
The
また、第2実施形態においても、気泡微細化部6は、超音波付与部62の超音波振動子62aと噴霧部7との間に設けられた隙間60を含む。このように超音波付与部62と噴霧部7との間に隙間60が設けられているので、気泡微細化部6において微細な複数の気泡を安定して生成することができる。二流体噴霧器2の軸方向における隙間60の大きさL2の好ましい特徴については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
Also in the second embodiment, the
[第3実施形態]
図6は、本発明の第3実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。第3実施形態の二流体噴霧器2は、気泡生成部5の構造が第1実施形態と異なっており、それ以外の構造は第1実施形態と同様である。図6に示すように、第3実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は旋回流付与部52を有し、気泡微細化部6は多孔体61を有する。第3の実施形態における多孔体61は、第1実施形態における第2の多孔体61と同様である。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a sectional view showing a two-
旋回流付与部52は、気液混合部3において生成された気液二相流(空気と水の質量流量比GLRが0.04以上の気液二相流)に旋回流を付与する機能を有する。旋回流付与部52は、例えば二流体噴霧器2の軸を中心に旋回するような流れを形成することによって気泡を生成する。
The swirl
図6に示す具体例では、旋回流付与部52は、ケース8の内周面に沿って形成された螺旋状(雌ねじ状)の溝52aを有している。溝52aは、二流体噴霧器2の軸方向に並ぶ隣り合う凸部52bの間の部位である。凸部52bは、ケース8の内周面から軸方向に交わる方向(例えば軸方向に直交する方向)に、二流体噴霧器2の中心軸に向かって突出している。
In the specific example shown in FIG. 6, the swirl
第3実施形態では、旋回流付与部52の溝52aが螺旋状であるので、気液混合部3において生成された気液二相流は、気泡生成部5よりも上流側において環状流となっていたとしても、溝52aに沿って流れることによって旋回流となる。気液二相流は、旋回流になることによって流れが乱されて気泡が生成される。
In the third embodiment, since the
図6に示すように、気泡生成部5は、旋回流付与部52と多孔体61との間に設けられた隙間50を含む。このように旋回流付与部52と多孔体61との間に隙間50が設けられているので、気泡生成部5において中間的な大きさの複数の気泡を安定して生成することができる。第3実施形態において、二流体噴霧器2の軸方向における隙間50の大きさL1は、旋回流付与部52の下流側の端から多孔体61までの距離である。隙間50の大きさL1の好ましい特徴については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
As shown in FIG. 6, the
[第4施形態]
図7は、本発明の第4実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。図7に示すように、第4実施形態の二流体噴霧器2は、気泡生成部5の構造が第3実施形態と同様であり、気泡微細化部6の構造が第2実施形態と同様である。すなわち、第4実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は旋回流付与部52を有し、気泡微細化部6は超音波付与部62を有する。旋回流付与部52の構造及び超音波付与部62の構造は、第2実施形態及び第3実施形態において述べた通りであるので、これらの説明を省略する。
[Fourth embodiment]
FIG. 7 is a sectional view showing a two-
[第5施形態]
図8は、本発明の第5実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。第5実施形態の二流体噴霧器2は、気泡生成部5の構造が第1実施形態と異なっており、それ以外の構造は第1実施形態と同様である。図8に示すように、第5実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は抵抗体の一例である板状部53を有し、気泡微細化部6は多孔体61を有する。第5の実施形態における多孔体61は、第1実施形態における第2の多孔体61と同様である。
[Fifth embodiment]
FIG. 8 is a sectional view showing a two-
板状部53は、気液混合部3において生成された気液二相流(空気と水の質量流量比GLRが0.04以上の気液二相流)の流れの抵抗となることによって、その気液二相流において気泡を生成する機能を有する。
The plate-
図8に示す具体例では、板状部53は、振動板53bと、この振動板53bを支持する支持部53aとを有する。振動板53bの一端は、支持部53aを中心に回動自在(スイング自在)となるように支持部53aに支持されている。支持部53aは、ケース8に対して図略の固定部材によって固定されている。
In the specific example shown in FIG. 8, the plate-
第5実施形態では、振動板53bが水流の力を受けてスイングすることによって、気液混合部3において生成された気液二相流は、気泡生成部5よりも上流側において環状流となっていたとしても、振動板53bに衝突して流れが乱されて気泡が生成される。
In the fifth embodiment, when the
図8に示すように、気泡生成部5は、板状部53と多孔体61との間に設けられた隙間50を含む。このように板状部53と多孔体61との間に隙間50が設けられているので、気泡生成部5において中間的な大きさの複数の気泡を安定して生成することができる。二流体噴霧器2の軸方向における隙間50の大きさL1については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
As shown in FIG. 8, the
[第6実施形態]
図9は、本発明の第6実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。図9に示すように、第6実施形態の二流体噴霧器2は、気泡生成部5の構造が第6実施形態と同様であり、気泡微細化部6の構造が第2実施形態と同様である。すなわち、第6実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は板状部53を有し、気泡微細化部6は超音波付与部62を有する。板状部53の構造及び超音波付与部62の構造は、第2実施形態及び第6実施形態において述べた通りであるので、これらの説明を省略する。
[Sixth Embodiment]
FIG. 9 is a sectional view showing a two-
[第7実施形態]
図10は、本発明の第7実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。第7実施形態の二流体噴霧器2は、気泡生成部5の構造が第1実施形態と異なっており、それ以外の構造は第1実施形態と同様である。図10に示すように、第7実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は抵抗体の一例である段差部54を有し、気泡微細化部6は多孔体61を有する。第7の実施形態における多孔体61は、第1実施形態における第2の多孔体61と同様である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 10 is a sectional view showing a two-
段差部54は、気液混合部3において生成された気液二相流(空気と水の質量流量比GLRが0.04以上の気液二相流)の流れの抵抗となることによって、その気液二相流において気泡を生成する機能を有する。段差部54は、気液二相流の流れの抵抗となる位置に配置された板状、棒状などの部材である。
The
図11(A)は、第7実施形態の二流体噴霧器における抵抗体としての段差部54の一例を示す断面図であり、図11(B)は、第7実施形態の二流体噴霧器における抵抗体としての段差部54の他の例を示す断面図である。図11(A)に示す形態では、段差部54は、中心に貫通孔を有するリング状の部材であり、ケース8の内周面との間に段差を形成している。図11(B)に示す形態では、気泡生成部5は、複数の段差部54を有している。複数の段差部54のそれぞれは、ケース8の内周面からケース8の中心軸に向かって起立する板状の部材であり、ケース8の内周面との間に段差を形成している。複数の段差部54は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。
FIG. 11A is a cross-sectional view showing an example of a stepped
第7実施形態では、気液混合部3において生成された気液二相流は、気泡生成部5よりも上流側において環状流となっていたとしても、段差部54に衝突して流れが乱されて気泡が生成される。
In the seventh embodiment, even if the gas-liquid two-phase flow generated in the gas-
図10に示すように、気泡生成部5は、段差部54と多孔体61との間に設けられた隙間50を含む。このように段差部54と多孔体61との間に隙間50が設けられているので、気泡生成部5において中間的な大きさの複数の気泡を安定して生成することができる。二流体噴霧器2の軸方向における隙間50の大きさL1については第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
As shown in FIG. 10, the
[第8実施形態]
図12は、本発明の第8実施形態に係る二流体噴霧器2を示す断面図である。図12に示すように、第8実施形態の二流体噴霧器2は、気泡生成部5の構造が第7実施形態と同様であり、気泡微細化部6の構造が第2実施形態と同様である。すなわち、第8実施形態の二流体噴霧器2では、気泡生成部5は段差部54を有し、気泡微細化部6は超音波付与部62を有する。段差部54の構造及び超音波付与部62の構造は、第2実施形態及び第7実施形態において述べた通りであるので、これらの説明を省略する。
[Eighth Embodiment]
FIG. 12 is a sectional view showing a two-
[実施形態のまとめ]
以上説明したように、実施形態に係る二流体噴霧器2は、空気と水の質量流量比GLRが0.04以上の気液二相流を通過させて気泡を生成する気泡生成部5と、気泡生成部5を通過した気液二相流に含まれる気泡を微細化する気泡微細化部6と、気泡微細化部6を通過した後の気液二相流を噴出する噴出孔70を有する噴霧部7とを備える。
[Summary of Embodiment]
As described above, the two-
高いGLR(すなわち、GLR≧0.04)となるように空気と水が供給される二流体噴霧器2の内部では、気液二相流の流動様式が環状流になりやすい。そこで、上記の実施形態では、二流体噴霧器2の内部において流動様式が環状流となった気液二相流を、二流体噴霧器の内部において噴出孔70に至るまでの間に、気泡生成部5と気泡微細化部6において段階的に、気泡が微細化された気液二相流に変化させる。要するに、図4〜図10,図12に示すように、環状流の領域4において空気Gは環状の水Lの内側で柱状の塊となっているが、この柱状の塊の空気Gは、気泡生成部5及び気泡微細化部6において段階的に微細な気泡に分解される。気泡生成部5は、環状流における柱状の塊の空気Gを複数の大気泡に分解し、気泡微細化部6は、大気泡を複数の微細気泡に分解する。
Inside the two-
すなわち、上記の実施形態では、流動様式が環状流である気液二相流が気泡生成部5を通過することによって気泡が生成され、この気泡生成部5を通過した気液二相流に含まれる気泡を気泡微細化部6において微細化する。このように流動様式が環状流である気液二相流は、気泡生成部5と気泡微細化部6において段階的に気泡が微細化されることにより、微細な気泡が分散した気液二相流(流動様式が気泡流である気液二相流又はそれに近い流動状態の気液二相流)に変化する。そして、微細な気泡が分散した気液二相流が噴霧部7において噴出孔70から噴出される。このとき、噴出孔70又はその近傍において微細な気泡が破裂する力によって水滴が微粒化される。以上のことから、上記の実施形態では、水道水の圧力又はそれに近い圧力であっても水滴を微粒化することができる。
That is, in the above embodiment, a gas-liquid two-phase flow whose flow pattern is an annular flow generates bubbles by passing through the
なお、上記の実施形態のように気泡生成部5と気泡微細化部6を用いた段階的な手段ではなく、単一の手段で環状流を気泡流又はそれに近い流動状態に直接変化させるのは困難である。その一方で、上記の実施形態のように、気泡微細化部6において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡を気泡生成部5において予め生成しておくことによって、環状流から気泡流又はそれに近い流動状態の気液二相流を効果的に生成することができる。
In addition, it is not a stepwise means using the
また、例えば単一の多孔体で環状流を気泡流又はそれに近い流動状態に変化させようとすると、多孔体を通過するときの圧力損失が大きくなりすぎるという不具合が生じるが、段階的に気泡を微細化する上記の実施形態では、そのような圧力損失の増大が生じるのを抑制することができる。 In addition, for example, if an annular flow is changed to a bubble flow or a flow state close thereto with a single porous body, there is a problem that the pressure loss when passing through the porous body becomes too large. In the above-described embodiment that is miniaturized, such an increase in pressure loss can be suppressed.
第1〜第8実施形態では、二流体噴霧器2において、気泡微細化部6は、気泡生成部5を通過した後の気液二相流が通過する多孔体61、又は気泡生成部5を通過した後の気液二相流に超音波を付与する超音波付与部62を有している。
In the first to eighth embodiments, in the two-
この構成では、気泡生成部5において生成された中間的な大きさの気泡をさらに微細化する手段として、多孔体61及び超音波付与部62の少なくとも一方を採用することにより、微細な気泡が分散した気液二相流を、噴霧部7の噴出孔70に安定して供給することができる。
In this configuration, the fine bubbles are dispersed by adopting at least one of the
第1〜第8実施形態では、二流体噴霧器2において、気泡生成部5は、質量流量比(GLR)が0.04以上の気液二相流が通過する多孔体51、質量流量比が0.04以上の気液二相流に旋回流を付与する旋回流付与部52、質量流量比(GLR)が0.04以上の気液二相流の流れの抵抗となる板状部53、又は質量流量比(GLR)が0.04以上の気液二相流の流れの抵抗となる段差部54を有している。
In the first to eighth embodiments, in the two-
気泡生成部5は、気泡微細化部6において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡を生成できるものであればよい。したがって、気泡生成部5としては、上記のように多孔体51、旋回流付与部52、板状部53及び段差部54の少なくとも1つを採用することができる。
The
第1実施形態では、二流体噴霧器2において、気泡生成部5は、質量流量比(GLR)が0.04以上の気液二相流が通過する第1の多孔体51を有し、気泡微細化部6は、気泡生成部5を通過した後の気液二相流が通過するものであって第1の多孔体51よりも目の細かい第2の多孔体61を有している。
In the first embodiment, in the two-
この構成では、気泡微細化部6において気泡を微細化できる程度の中間的な大きさの気泡を第1の多孔体51において生成し、この中間的な大きさの気泡を第2の多孔体61においてさらに微細化することができる。
In this configuration, bubbles having an intermediate size that can be reduced in size in the
第1実施形態では、二流体噴霧器2において、気泡生成部5は、第1の多孔体51と第2の多孔体61との間に設けられた隙間50を含んでいる。
In the first embodiment, in the two-
この構成では、第1の多孔体51と第2の多孔体61との間に隙間50が設けられているので、中間的な大きさの複数の気泡を安定して生成することができる。
In this configuration, since the
上記の実施形態の空気調和装置の室外機10は、熱交換器11と、熱交換器11に向かう空気に水を噴霧する二流体噴霧器2と、を備える。
The
この構成では、二流体噴霧器2において微粒化された水滴を噴霧することができるので、噴霧された水により熱交換器に向かう空気が冷却され、その結果、空気調和装置の室外機の運転に必要な入力を低減することができる。また、この構成では、二流体噴霧器2において水道水の圧力又はそれに近い圧力で水滴を微粒化することができるので、例えば水圧を高めるための手段(噴霧圧力を高めるための手段)を別途設けなくてもよい。
In this configuration, since the atomized water droplets can be sprayed in the two-
[その他の変形例]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
[Other variations]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the meaning.
図13は、室外機10の変形例1を示す概略図である。図14は、室外機10の変形例2を示す概略図である。図15は、室外機10の変形例3を示す概略図である。二流体噴霧器2、熱交換器11及び送風機12は、図13に示す変形例1のように配置されていてもよい。図13に示す配置例では、送風機12が熱交換器11に水平方向に対向する位置に設けられている。このような形態は、例えば家庭用の小型の室外機などで採用されているが、それに限定されるものではない。また、図14に示す変形例2のように、二流体噴霧器2は水滴を熱交換器11に向けて噴霧するにように配置されていてもよい。また、図15に示す変形例3のように、二流体噴霧器2は水滴を下方に向けて噴霧するように配置されていてもよい。
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a first modification of the
前記実施形態では、室外機10が複数の二流体噴霧器2を備える場合を例示したが、これに限られず、室外機10は1つの二流体噴霧器2のみを備えていてもよい。
In the said embodiment, although the case where the
前記実施形態では、二流体噴霧器2を空気調和装置の室外機10に適用する場合を例示したが、これに限られない。二流体噴霧器2は、室外機以外の他の用途にも適用することができる。具体的には、二流体噴霧器2は、例えば室内を加湿する用途(例えば植物工場内を加湿する用途)などに適用することもできる。
In the said embodiment, although the case where the two
前記実施形態では、気泡生成部5は、多孔体51、旋回流付与部52、板状部53及び段差部54の何れか1つを有する場合を例示したが、これに限られない。気泡生成部5は、多孔体51、旋回流付与部52、板状部53及び段差部54のうちの2つ以上を含んでいてもよい。
In the above-described embodiment, the
前記実施形態では、気泡微細化部6は、多孔体61及び超音波付与部62の何れか1つを有する場合を例示したが、これに限られない。気泡微細化部6は、多孔体61及び超音波付与部62の両方を有していてもよい。
In the said embodiment, although the bubble refinement |
前記実施形態では、気泡生成部5は、第1の多孔体51と第2の多孔体61との間に設けられた隙間50を含む場合を例示したが、これに限られない。第1の多孔体51と第2の多孔体61とは隙間なく接していてもよい。また、前記実施形態では、気泡微細化部6は、第2の多孔体61と噴霧部7との間に設けられた隙間60を含む場合を例示したが、これに限られず、隙間60を省略してもよい。多孔体51,61以外の場合も同様に、気泡生成部5は、隙間50を有していなくてもよく、気泡微細化部6は、隙間60を有していなくてもよい。
In the above-described embodiment, the
1 噴霧機構
2 二流体噴霧器
3 気液混合部
5 気泡生成部
6 気泡微細化部
7 噴霧部
10 空気調和装置の室外機
11 熱交換器
50 隙間
51 多孔体
52 旋回流付与部
53 板状部
54 段差部
60 隙間
61 多孔体
62 超音波付与部
70 噴出孔
GLR 空気と水の質量流量比
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記気泡生成部(5)を通過した気液二相流に含まれる気泡を微細化する気泡微細化部(6)と、
前記気泡微細化部(6)を通過した後の気液二相流を噴出する噴出孔(70)を有する噴霧部(7)と、を備える二流体噴霧器。 A bubble generator (5) that generates a bubble by passing a gas-liquid two-phase flow of air and water;
A bubble refining section (6) for refining bubbles included in the gas-liquid two-phase flow that has passed through the bubble generating section (5);
A two-fluid sprayer comprising: a spray section (7) having a spray hole (70) for spraying a gas-liquid two-phase flow after passing through the bubble refinement section (6).
前記気泡微細化部(6)は、前記気泡生成部(5)を通過した後の気液二相流が通過するものであって前記第1の多孔体(51)よりも目の細かい第2の多孔体(61)を有する、請求項1に記載の二流体噴霧器。 The bubble generating part (5) has a first porous body (51) through which the gas-liquid two-phase flow passes,
The bubble refinement part (6) is a part through which the gas-liquid two-phase flow after passing through the bubble generation part (5) passes, and is finer than the first porous body (51). The two-fluid sprayer according to claim 1, wherein the two-fluid sprayer has a porous body (61).
前記熱交換器(11)に向かう空気に水を噴霧する請求項1〜5の何れか1項に記載の二流体噴霧器(2)と、を備える空気調和装置の室外機。
A heat exchanger (11);
An outdoor unit of an air conditioner, comprising: the two-fluid sprayer (2) according to any one of claims 1 to 5, wherein water is sprayed onto the air toward the heat exchanger (11).
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