JP2018176983A - 噴流発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】体格の増大を抑制しつつ、渦輪状の噴流の進行方向を変更可能な噴流発生装置を提供する。【解決手段】噴流発生装置1は、放電電極20と、基準電極30と、電源回路40と、電源回路40の出力電圧を、放電電極20と基準電極30との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧以上の第1電圧と基準電圧より小さい第2電圧との間で切り替える制御部50とを備える。噴流発生装置1は、放電電極20および基準電極30が収容されると共に、コロナ放電により発生したイオン風の通風路122を形成する筐体12を備える。噴流発生装置1は、通風路122における基準電極30よりも風流れ下流側に設けられ、イオン風を渦輪状の噴流にして噴射する1つ以上の噴射開口部62を有する噴射部60を備える。放電電極20は、通風路122の延在方向において、噴射開口部62の開口中心線と重なり合わない位置に配置されている。【選択図】図1
Description
本発明は、噴流発生装置に関する。
従来、機能性成分を搬送流内に導入し、搬送流により機能性成分を所望位置に搬送する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1には、空気の吹出部を構成する搬送流整流器を把持具で把持し、当該把持具によって搬送流整流器から吹き出す空気の向きを変更させることが開示されている。
ところで、本発明者らは、作動時の静音性を確保するために、コロナ放電によりイオン風を発生させ、当該イオン風を渦輪状の噴流にして吹き出す噴流発生装置の開発を進めている。
本発明者らは、上述の噴流発生装置を、車室内を空調や室内の加湿等を実施する様々な機器に対して適用することを検討しているが、例えば、噴流発生装置を車室内の空調を実施する機器に適用する場合、噴流の進行方向を変更する機能が求められる。なお、このような機能は、車室内の空調を実施する機器に限らず、他の機器においても求められることがある。
これに対して、特許文献1の如く、把持具を用いて噴流の吹き出し方向(すなわち、進行方向)を変更させることが考えられるが、噴流発生装置の体格が増大したり、部品点数が増加したりしてしまう。特に、噴流発生装置の体格の増大は、搭載性が悪化することで、噴流発生装置の適用範囲が制限されてしまう要因となることから好ましくない。
本発明は上記点に鑑みて、体格の増大を抑制しつつ、渦輪状の噴流の進行方向を変更可能な噴流発生装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、渦輪状の噴流の挙動について検証した。この結果、本発明者らは、渦輪状の噴流は、渦輪の周方向における流速に偏りがあると、渦輪状の噴流の進行方向が変化することが判った。また、噴射開口部に流入する気流の流速分布に偏りが生じている際に、渦輪の周方向における流速に偏りが生ずるとの知見を得た。
請求項1に記載の発明は、上述の知見に基づいて案出されたものである。すなわち、請求項1に記載の発明は、噴流発生装置であって、放電電極(20)と、放電電極から離れた位置に配された基準電極(30)と、放電電極と基準電極との電位差を制御する出力電圧を発生させる電源回路(40、40A)と、を備える。噴流発生装置は、電源回路の出力電圧を、放電電極と基準電極との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧以上の第1電圧と基準電圧より小さい第2電圧との間で切り替える制御部(50)を備える。噴流発生装置は、放電電極および基準電極が収容されると共に、コロナ放電により発生したイオン風の通風路(122)を形成する筐体(12)を備える。噴流発生装置は、通風路における基準電極よりも風流れ下流側に設けられ、イオン風を渦輪状の噴流にして噴射する1つ以上の噴射開口部(62、63)を有する噴射部(60)を備える。
そして、放電電極の少なくとも一部は、通風路の延在方向において、噴射開口部の開口中心線(CLh)と重なり合わない位置に配置されている。
通風路の延在方向において、放電電極の少なくとも一部が噴射開口部の開口中心部と重なり合わない位置に配置されている場合、通風路を流れる際の損失によって、噴射開口部に流入するイオン風の流速分布に偏りが生ずる。このため、放電電極が噴射開口部の開口中心部と重なり合わない位置に配置された構成では、渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射開口部から噴射されるので、把持具を用いることなく、渦輪状の噴流の進行方向を変化させることができる。さらに、コロナ放電によりイオン風を発生させる構成では、コンプレッサやブロワ等の如く、比較的大型となる機器が不要となる。
したがって、本開示の噴流発生装置は、体格の増大を抑制しつつ、渦輪状の噴流の進行方向を変更することができる。なお、基準電圧、第1電圧、第2電圧の大小関係は、絶対値基準における関係を示している。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。
(第1実施形態)
本実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。本実施形態では、本発明の噴流発生装置1を、車両の室内における快適性の向上を図るために、乗員の顔付近に向けて噴流を吹き出す装置に適用した例について説明する。噴流発生装置1は、例えば、車両の天井部、メータ、ハンドル、ヘッドレスト等に併設される。
本実施形態について、図1〜図7を参照して説明する。本実施形態では、本発明の噴流発生装置1を、車両の室内における快適性の向上を図るために、乗員の顔付近に向けて噴流を吹き出す装置に適用した例について説明する。噴流発生装置1は、例えば、車両の天井部、メータ、ハンドル、ヘッドレスト等に併設される。
噴流発生装置1は、コロナ放電によりイオン風を発生させ、当該イオン風を渦輪状の噴流にして噴射する装置である。図1、図2に示すように、噴流発生装置1は、イオン風発生部10、および噴射部60を備えている。
イオン風発生部10は、コロナ放電によりイオン風を発生させるものである。イオン風発生部10は、筐体12、放電電極20、基準電極30、電源回路40、および制御部50を備えている。なお、便宜上、各図面では、筐体12の内部に収容される部材等を破線によって図示することがある。
筐体12は、略円筒状の胴体部121を有する。胴体部121には、イオン風が流れる通風路122が形成されている。また、胴体部121には、放電電極20および基準電極30が収容されている。
胴体部121は、通風路122の延在方向の一端側に、筐体12の外部から空気を取り込むための取込用開口部123が形成されている。この取込用開口部123には、放電電極20を支持する支持部124が形成されている。なお、胴体部121および支持部124は、絶縁性部材で構成されている。
胴体部121は、通風路122の延在方向の他端側に、イオン風を車両の室内に噴射する噴射部60が設けられている。胴体部121には、放電電極20と噴射部60との間に基準電極30が配置されている。
放電電極20は、針状に先鋭化された先端部201を有する電極で構成されている。放電電極20は、導電性金属部材(例えば、銅)で構成されている。放電電極20は、先端部201が噴射部60側を向くように、絶縁性部材で構成された支持部124に対して固定されている。具体的には、放電電極20は、胴体部121の略中心部に配置されている。また、放電電極20は、胴体部121の中心軸線CLcに沿って延びている。放電電極20および胴体部121は、少なくとも支持部124によって絶縁されている。
基準電極30は、放電電極20から離れた位置に配置されている。基準電極30は、略円筒状の形状を有する電極で構成されている。基準電極30は、導電性金属部材(例えば、銅)で構成されている。基準電極30は、その外周側面が、絶縁性部材で構成された胴体部121の内周側面と接触するように、筐体12の内部に収容されている。
電源回路40は、放電電極20と基準電極30との電位差を制御する出力電圧を発生させる回路である。電源回路40は、正極端子および負極端子を有している。電源回路40の負極端子は、電源配線401を介して放電電極20に接続されている。また、電源回路40の正極端子は、電源配線402を介して基準電極30および接地端子GNDに接続されている。
電源回路40は、コロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上の第1電圧VHを出力すると共に、基準電圧Vthより小さい第2電圧VLを出力可能となっている。本実施形態では、基準電圧を、絶対値基準で2.5kVとしている。このため、本実施形態の電源回路40は、絶対値基準で2.5kV以上の出力電圧、絶対値基準で2.5kV未満の出力電圧を出力可能となっている。また、電源回路40は、矩形波状の電圧を出力することが可能となっている。
制御部50は、プロセッサおよび記憶部を有するコンピュータ、およびその周辺部品によって構成される。プロセッサは、記憶部に記憶されたプログラムにしたがって各種演算、処理を実行する。なお、記憶部は、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
制御部50には、電源回路40の出力電圧を制御する電源制御部50aが含まれている。本実施形態の制御部50は、電源回路40の出力電圧を、放電電極20と基準電極30との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上の第1電圧VHと基準電圧Vthより小さい第2電圧VLとの間で切り替える。
続いて、噴射部60は、イオン風発生部10で発生したイオン風を渦輪状の噴流にして噴射するものである。噴射部60は、筐体12の胴体部121における通風路122の延在方向の他端側に配置されている。
噴射部60は、筐体12の胴体部121の他端側を覆う開口カバー部61を有している。開口カバー部61は、略円盤状の形状を有している。開口カバー部61には、略円筒状に形成された噴射開口部62が形成されている。開口カバー部61および噴射開口部62は、それぞれ絶縁性部材で構成されている。
噴射開口部62は、イオン風を渦輪状にして噴射するものである。本実施形態の噴射開口部62は、略円筒状の噴射ノズルで構成されている。なお、噴射開口部62は、断面形状が四角形状や三角形状となる筒状の噴射ノズル等で構成されていてもよい。また、噴射開口部62は、単なる開口穴で構成されていてもよい。
噴射開口部62は、胴体部121よりも縮径されている。すなわち、噴射開口部62は、胴体部121の水力直径Dcよりも小さい水力直径Diとなっている。
また、噴射開口部62は、その開口中心線CLhと筐体12の胴体部121の中心軸線CLcとがずれるように、開口カバー部61における胴体部121の中心軸線CLcと重ならない位置に設けられている。すなわち、噴射開口部62は、通風路122の延在方向において、胴体部121の中心軸線CLcと重なり合わないように、開口カバー部61における胴体部121の中心軸線CLcと重ならない位置に設けられている。
ここで、前述したように、放電電極20は、胴体部121の略中心部に配置され、胴体部121の中心軸線CLcに沿って延びている。このため、放電電極20は、通風路122の延在方向において、噴射開口部62の開口中心線CLhと重なり合わない位置に配置されていることになる。
また、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、通風路122の延在方向において、噴射開口部62に対向する領域を開口対向領域Rhとしたとき、放電電極20は、開口対向領域Rh以外の領域に配置されている。換言すれば、放電電極20は、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、開口対向領域Rhを除く領域に配置されている。
次に、噴流発生装置1の作動について、図3〜図7を参照して説明する。まず、制御部50は、電源回路40の出力電圧を2kVに切り替える。これにより、図3に示すように、基準電極30の電位が0Vになり、放電電極20の電位が−2kVになる。この場合、放電電極20の周囲にはコロナ放電が発生しない。
そして、制御部50は、所定のタイミングで、一定期間(例えば、0.2秒)、電源回路40の出力電圧を3kVに切り替える。これにより、基準電極30の電位が0Vになり、放電電極20の電位が−3kVになる。この場合、放電電極20の先端部201の近傍に強電界が生じ、図4中の範囲R1に示すように、放電電極20の周囲にコロナ放電が誘起され、放電電極20と基準電極30との間にコロナ放電が発生する。
そして、図4中の範囲R2に示すように、コロナ放電の発生により放電電極20の周囲の空気が電離して空気イオンが発生する。具体的には、放電電極20の周囲の空気が電離して正イオンと負イオンが生成される。
そして、図4中の範囲R3に示すように、負のイオンが電極間の電界によって加速され基準電極30側に移動する。また、図4中の範囲R4に示すように、負のイオンが基準電極30側に移動する過程で放電電極20および基準電極30の周囲の空気を巻き込みイオン風が発生する。
前述したように、本実施形態の噴流発生装置1は、通風路122の延在方向において、放電電極20と噴射開口部62とが対向しない配置構成となっている。このような配置構成では、図4中の範囲R5に示すように、通風路122の延在方向において噴射開口部62に対向しない空間を流れるイオン風の向きが、開口カバー部61の内側等との衝突によって、噴射開口部62に向かう向きに転向される。このようなイオン風の転向は、通風路122を流れる際の損失となる。
筐体12の内部では、通風路122を流れる際の損失によって、噴射開口部62に流入するイオン風の流速分布に偏りが生ずる。具体的には、図5に示すように、噴流開口部62に流入するイオン風は、噴流開口部62における放電電極20に対して近距離となる領域の流速が、噴流開口部62における放電電極20に対して遠距離となる領域の流速よりも小さくなる。
そして、イオン風は、流速分布に偏りを有した状態で、噴射部60の噴射開口部62から噴射される。噴射開口部62から噴射されたイオン風は、図4中の範囲R6に示すように、静止した空気との摩擦により渦輪状の噴流となる。
詳細にいうと、噴射開口部62から噴射されたイオン風は、図6に示すように、渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流となって噴射開口部62から噴射される。そして、噴射開口部62から噴射された渦輪状の噴流は、渦輪の周方向における周速に偏りによって、その進行方向が、図4中の範囲R6および図7に示すように、渦輪における流速が遅い側に傾いた方向に変化する。本発明者らの知見によれば、渦輪状の噴流の曲り具合を曲げ角度θとしたとき、当該曲げ角度θは、噴射開口部62に流入するイオン風の流速分布の偏りが大きくなるにともなって増加する傾向がある。
制御部50は、再び、電源回路40の出力電圧を2kVに切り替える。これにより、図3に示すように、基準電極30の電位が0Vとなり、放電電極20の電位が−2kVになる。これにより、放電電極20の近傍の電界が小さくなり、コロナ放電が終息することで、イオン風が発生しなくなる。
上述の処理が繰り返されることで、噴射部60から渦輪状の噴流が間欠的に噴射される。なお、噴射部60から渦輪状の噴流が噴射された後、筐体12の内部には、胴体部121の取込用開口部123から外部の空気が取り込まれる。
以上説明した本実施形態の噴流発生装置1は、コロナ放電によりイオン風を発生させる構成となっている。これによると、コンプレッサやブロワ等の如く、比較的大型となる機器が不要となる。
また、本実施形態の噴流発生装置1は、通風路122の延在方向において、放電電極20と噴射開口部62とが対向しない配置構成となっているので、通風路122を流れる際の損失によって、噴射開口部62に流入するイオン風の流速分布に偏りが生ずる。これによると、渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射開口部62から噴射されるので、把持具を用いることなく、渦輪状の噴流の進行方向を変化させることができる。
このように、本実施形態の噴流発生装置1は、噴射部60の構造によって、渦輪状の噴流の進行方向を変更することができるので、体格の増大を抑えて、搭載性の向上を図ることが可能となる。
特に、本実施形態では、放電電極20が、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、開口対向領域Rhを除く領域に配置されている。これによると、放電電極20と噴射開口部62とが通風路122の延在方向において互いに対向しない配置構成となり、噴射開口部62に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部62から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射されることで、渦輪状の噴流の進行方向を大きく変化させることができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図8〜図10を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、筐体12の内部に第1放電電極20および第2放電電極22といった2つの放電電極が収容されている点等が第1実施形態と相違している。
次に、第2実施形態について、図8〜図10を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、筐体12の内部に第1放電電極20および第2放電電極22といった2つの放電電極が収容されている点等が第1実施形態と相違している。
図8、図9に示すように、本実施形態のイオン風発生部10は、筐体12の内部に第1放電電極20および第2放電電極22が収容されている。各放電電極20、22は、それぞれ針状に先鋭化された先端部201、221を有する電極で構成されている。各放電電極20、22は、導電性金属部材(例えば、銅)で構成されている。
第1放電電極20は、その先端部201が噴射部60側を向くように、絶縁性部材で構成された第1支持部124に対して固定されている。第1放電電極20は、胴体部121の中心軸線CLcに略平行となるように延びている。なお、第1支持部124は、胴体部121の取込用開口部123に形成されている。
本実施形態の第1放電電極20は、通風路122の延在方向において、噴射開口部62の開口中心線CLhと重なり合わない位置に配置されている。詳細にいうと、第1放電電極20は、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、開口対向領域Rh以外の領域に配置されている。換言すれば、第1放電電極20は、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、開口対向領域Rhを除く領域に配置されている。
また、第2放電電極22は、その先端部201が噴射部60側を向くように、絶縁性部材で構成された支持部126に対して固定されている。第2放電電極22は、胴体部121の中心軸線CLcに略平行となるように延びている。なお、第2支持部126は、胴体部121の取込用開口部123に形成されている。
本実施形態の第2放電電極22は、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、開口対向領域Rhに配置されている。詳細にいうと、第2放電電極22は、通風路122の延在方向において、噴射開口部62の開口中心線CLhと重なり合う位置に配置されている。
また、本実施形態のイオン風発生部10は、第1放電電極20と基準電極30との電位差を制御する出力電圧を発生させる第1電源回路40A、および第2放電電極22と基準電極30との電位差を制御する出力電圧を発生させる第2電源回路40Bを備えている。
第1電源回路40Aは、正極端子および負極端子を有している。第1電源回路40Aの負極端子は、電源配線401Aを介して第1放電電極20に接続されている。また、電源回路40Aの正極端子は、電源配線402Aを介して基準電極30および接地端子GNDに接続されている。
第1電源回路40Aは、コロナ放電を誘起させる基準電圧Vth(例えば、2.5kV)以上の第1電圧VH(例えば、3kV)を出力すると共に、基準電圧Vthより小さい第2電圧VL(例えば、2kV)を出力可能となっている。
第2電源回路40Bは、正極端子および負極端子を有している。第2電源回路40Bの負極端子は、電源配線401Bを介して第2放電電極22に接続されている。また、電源回路40Bの正極端子は、電源配線402Bを介して基準電極30および接地端子GNDに接続されている。
第2電源回路40Bは、コロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上であって、第1電圧VHよりも大きい第3電圧VH(例えば、4kV)を出力すると共に、基準電圧Vthより小さい第2電圧VL(例えば、2kV)を出力可能となっている。
本実施形態の制御部50には、第1電源回路40Aの出力電圧を制御する第1電源制御部50a、および第2電源回路40Bの出力電圧を制御する第2電源制御部50bが含まれている。
具体的には、本実施形態の制御部50は、第1電源回路40Aの出力電圧を、第1放電電極20と基準電極30との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上の第1電圧VHと基準電圧Vthより小さい第2電圧VLとの間で切り替える。
また、本実施形態の制御部50は、第2電源回路40Bの出力電圧を、第2放電電極22と基準電極30との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上の第3電圧VHと基準電圧Vthより小さい第2電圧VLとの間で切り替える。
次に、本実施形態の噴流発生装置1の作動について、図10を参照して説明する。まず、制御部50は、各電源回路40A、40Bの出力電圧を2kVに切り替える。これにより、図10に示すように、基準電極30の電位が0Vになり、各放電電極20、22の電位が−2kVになる。この場合、各放電電極20、22の周囲にはコロナ放電が発生しない。
そして、制御部50は、所定のタイミングで、一定期間(例えば、0.2秒)、第1電源回路40Aの出力電圧を3kVに切り替えると共に、第2電源回路40Bの出力電圧を4kVに切り替える。これにより、第1放電電極20の電位が−3kVになり、第2放電電極22の電位が−4kVになる。
この場合、各放電電極20、22の先端部201、221の近傍に強電界が生じ、各放電電極20、22と基準電極30との間にコロナ放電が発生する。これにより、各放電電極20、22の周囲の空気が電離して正イオンと負イオンが生成される。そして、負のイオンが電極間の電界によって加速されて基準電極30側に移動する際に、各放電電極20、22および基準電極30の周囲の空気を巻き込みイオン風が発生する。このイオン風は、噴射開口部62側に向かって流れる。そして、噴射開口部62に流入したイオン風は、噴射開口部62にて渦輪状の噴流になって外部に噴射される。
ここで、本実施形態の制御部50は、第1電源回路40Aの出力電圧を3kVに切り替えると共に、第2電源回路40Bの出力電圧を4kVに切り替える。このため、第2放電電極22側から噴射開口部62に向かうイオン風の流速が、第1放電電極20側から噴射開口部62に向かうイオン風の流速よりも大きくなる。
これにより、噴射開口部62に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となり、噴射開口部62から渦輪の周方向における周速に偏りがある渦輪状の噴流が噴射される。この結果、渦輪状の噴流の進行方向が、渦輪における流速が遅い側に傾いた方向に大きく変化する。
本実施形態の噴流発生装置1の他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の噴流発生装置1は、第2放電電極22と噴射開口部62とが通風路122の延在方向において互いに対向する配置構成となっている。これによると、噴射開口部62に向かうイオン風の流量を充分に確保することができので、噴射開口部62から充分な流量を有する渦輪状の噴流を噴射することができる。
さらに、本実施形態の噴流発生装置1は、第2電源回路40Bから出力される第3電圧VHを第1電源回路40Aから出力される第1電圧VHよりも大きくしているので、噴射開口部62に流入するイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部62から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射されることで、渦輪状の噴流の進行方向を大きく変化させることができる。
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について、図11〜図13を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、第1放電電極20および第2放電電極22の構造等が第2実施形態と相違している。
次に、第3実施形態について、図11〜図13を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、第1放電電極20および第2放電電極22の構造等が第2実施形態と相違している。
図11、図12に示すように、本実施形態の第1放電電極20は、所定のピッチP1で鋸歯状に配列された複数の第1突起電極部202で構成されている。なお、本実施形態では、隣り合う第1突起電極部202の先端部201同士の間隔を第1突起電極部202のピッチP1としている。
複数の第1突起電極部202は、それぞれの先端部201が噴射部60を向くように配列されている。そして、複数の第1突起電極部202は、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、開口対向領域Rhを除く領域に配置されている。
図11、図13に示すように、本実施形態の第2放電電極22は、第1放電電極20よりも小さいピッチP2で鋸歯状に配列された複数の第2突起電極部222で構成されている。なお、本実施形態では、隣り合う第2突起電極部222の先端部221同士の間隔を第2突起電極部222のピッチP2としている。
複数の第2突起電極部222は、それぞれの先端部221が噴射部60を向くように配列されている。そして、複数の第2突起電極部222は、少なくとも一部が、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、開口対向領域Rhに配置されている。
本実施形態の第1放電電極20および第2放電電極22は、それぞれ電源回路40の負極端子に接続されている。これにより、本実施形態の電源回路40は、第1放電電極20と基準電極30との電位差を制御する出力電圧を発生させると共に、第2放電電極22と基準電極30との電位差を制御する出力電圧を発生させることが可能に構成されている。
また、本実施形態の制御部50は、電源回路40の出力電圧を、各放電電極20、22と基準電極30との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上の第1電圧VHと基準電圧Vthより小さい第2電圧VLとの間で切り替える。
次に、本実施形態の噴流発生装置1の作動について説明する。まず、制御部50は、電源回路40の出力電圧を2kVに切り替える。これにより、基準電極30の電位が0Vになり、各放電電極20、22の電位が−2kVになる。この場合、各放電電極20、22の周囲にはコロナ放電が発生しない。
そして、制御部50は、所定のタイミングで、一定期間(例えば、0.2秒)、電源回路40の出力電圧を3kVに切り替える。これにより、各放電電極20、22の電位が−3kVになる。
この場合、各放電電極20、22の先端部201、221の近傍に強電界が生じ、各放電電極20、22と基準電極30の間にコロナ放電が発生する。これにより、各放電電極20、22の周囲の空気が電離して正イオンと負イオンが生成される。そして、負のイオンが電極間の電界によって加速され基準電極30側に移動する際に、各放電電極20、22および基準電極30の周囲の空気を巻き込みイオン風が発生する。このイオン風は、噴射開口部62側に向かって流れる。そして、噴射開口部62に流入したイオン風は、噴射開口部62にて渦輪状の噴流になって外部に噴射される。
ここで、本実施形態では、第2放電電極22の第2突起電極部222のピッチP2が、第1放電電極20の第1突起電極部202のピッチP1よりも小さくなっているので、第2放電電極22の近傍では、第1放電電極20の近傍よりも強い電界が生ずる。このため、第2放電電極22側から噴射開口部62に向かうイオン風の流速が、第1放電電極20側から噴射開口部62に向かうイオン風の流速よりも大きくなる。
これにより、噴射開口部62に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となり、噴射開口部62から渦輪の周方向における周速に偏りがある渦輪状の噴流が噴射される。この結果、渦輪状の噴流の進行方向が、渦輪における流速が遅い側に傾いた方向に大きく変化する。
本実施形態の噴流発生装置1の他の構成は、第2実施形態と同様である。本実施形態の噴流発生装置1は、第2放電電極22の少なくとも一部と噴射開口部62とが通風路122の延在方向において互いに対向する配置構成となっている。これによると、噴射開口部62に向かうイオン風の流量を充分に確保することができるので、噴射開口部62から充分な流量を有する渦輪状の噴流を噴射することができる。
さらに、本実施形態の噴流発生装置1は、第2放電電極22の第2突起電極部222のピッチP2が、第1放電電極20の第1突起電極部202のピッチP1よりも小さくなっているので、噴射開口部62に流入するイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部62から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射されることで、渦輪状の噴流の進行方向を大きく変化させることができる。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について、図14、図15を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、噴射開口部62に流入するイオン風を加速させることが可能に構成されている点が第1実施形態と相違している。
次に、第4実施形態について、図14、図15を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、噴射開口部62に流入するイオン風を加速させることが可能に構成されている点が第1実施形態と相違している。
図14に示すように、本実施形態の噴流発生装置1は、筐体12内部に、通風路122の一部を、第1通風路部122Aおよび第2通風路部122Bに仕切る仕切部125が設けられている。
本実施形態の通風路122は、仕切部125によって、通風路122の延在方向において噴射開口部62に相対しない第1通風路部122A、および通風路122の延在方向において噴射開口部62に相対する第2通風路部122Bに仕切られている。
仕切部125は、絶縁性部材で構成されている。仕切部125は、通風路122における基準電極30の風上側および風下側に第1通風路部122Aおよび第2通風路部122Bが形成されるように、基準電極30の風上側および風下側に配置されている。
また、本実施形態の噴流発生装置1は、第2通風路部122Bにおける基準電極30と噴射部60との間に配置された加速用電極32、加速用電極32に対して所定の電圧を印加する加速用電源回路42を備えている。
加速用電極32は、略円筒状の形状を有する電極で構成されている。加速用電極32は、導電性金属部材(例えば、銅)で構成されている。加速用電極32は、第2通風路部122Bにおいて、噴射開口部62に対向するように配置されている。
加速用電源回路42は、加速用電極32と基準電極30との電位差を制御する出力電圧を発生させる回路である。加速用電源回路42は、加速用電極32の電位がイオン風の極性と異なる極性となるように、電圧を印加する構成となっている。具体的には、加速用電源回路42は、正極端子および負極端子を有している。加速用電源回路42の正極端子は、電源配線403を介して加速用電極32に接続されている。また、加速用電源回路42の負極端子は、電源配線404を介して基準電極30および接地端子GNDに接続されている。
加速用電源回路42は、コロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上の電圧VHを出力すると共に、基準電圧Vthより小さい電圧VLを出力可能となっている。具体的には、本実施形態の加速用電源回路42は、絶対値基準で3kV以上の出力電圧、絶対値基準で3kV未満の出力電圧を出力可能となっている。また、加速用電源回路42は、矩形波状の電圧を出力することが可能となっている。
本実施形態の制御部50には、電源回路40の出力電圧を制御する電源制御部50aに加えて、加速用電源回路42の出力電圧を制御する加速用制御部50cを備えている。そして、本実施形態の制御部50は、加速用電源回路42の出力電圧を、加速用電極32と基準電極30との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧Vth以上の電圧VHと基準電圧Vthより小さい電圧VLとの間で切り替える。
次に、本実施形態の噴流発生装置1の作動について、図15を参照して説明する。本実施形態の制御部50は、電源回路40および加速用電源回路42の出力電圧を2kVに切り替える。これにより、図16に示すように、基準電極30の電位が0Vとなり、放電電極20の電位が−2kVになる。また、加速用電極32の電位が2kVになる。
そして、制御部50は、所定のタイミングで、一定期間(例えば、0.2秒)、電源回路40の出力電圧を3kVに切り替える。これにより、基準電極30の電位が0Vになり、放電電極20の電位が−3kVになる。この場合、放電電極20の先端部201の近傍に強電界が生じ、放電電極20と基準電極30の間にコロナ放電が発生することで、放電電極20の周囲の空気が電離して正イオンと負イオンが生成される。そして、負のイオンが電極間の電界によって加速され基準電極30側に移動する際に、放電電極20および基準電極30の周囲の空気を巻き込みイオン風が発生する。このイオン風は、噴射開口部62側に向かって流れる。。そして、噴射開口部62に流入したイオン風は、噴射開口部62にて渦輪状の噴流になって外部に噴射される。
ここで、本実施形態の制御部50は、電源回路40の出力電圧を3kVに切り替えてから所定時間経過後に、加速用電源回路42の出力電圧を3kVに切り替える。なお、所定時間は、放電電極20および基準電極30の周囲に発生したイオン風が、加速用電極32の周囲に到達するのに要する時間に設定されている。
これにより、加速用電極32の電位が3kVになることで、加速用電極32の周囲に到達した負のイオンが加速される。この結果、第2通風路部122Bを介して噴射開口部62に向かうイオン風が加速され、噴射開口部62に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。
このように本実施形態の噴流発生装置1では、噴射開口部62に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。これによると、噴射開口部62から渦輪の周方向における周速に偏りがある渦輪状の噴流が噴射されるため、渦輪状の噴流の進行方向が、渦輪における流速が遅い側に傾いた方向に大きく変化する。
本実施形態の噴流発生装置1の他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の噴流発生装置1は、噴射開口部62に相対する第2通風路部122Bに対して加速用電極32を配置している。これによると、噴射開口部62に流入するイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部62から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射されることで、渦輪状の噴流の進行方向を大きく変化させることができる。
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について、図16〜図20を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、噴射部60が回転可能に構成されている点が第1実施形態と相違している。
次に、第5実施形態について、図16〜図20を参照して説明する。本実施形態の噴流発生装置1は、噴射部60が回転可能に構成されている点が第1実施形態と相違している。
図16に示すように、本実施形態の噴流発生装置1は、噴射部60の開口カバー部61が、有底筒状に構成されている。開口カバー部61は、筐体12の胴体部121に対して、胴体部121の中心軸線CLcを中心に回転可能に支持されている。このような構成は、例えば、開口カバー部61の開口側の端部および胴体部121の他端側の端部の一方を他方の外側を覆う構成とすることで実現可能である。
本実施形態の噴流発生装置1の他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の噴流発生装置1は、噴射部60を回転させることで、噴射開口部62から噴射された渦輪状の噴流の進行方向を変更可能となっている。
例えば、図17に示すように、噴射開口部62が胴体部121の中心軸線CLcの下側に位置するように噴射部60を回転させた場合、渦輪状の噴流の進行方向を上向きに変化させることができる。
また、図18に示すように、噴射開口部62が胴体部121の中心軸線CLcの左側に位置するように噴射部60を回転させた場合、渦輪状の噴流の進行方向を右向きに変化させることができる。
また、図19に示すように、噴射開口部62が胴体部121の中心軸線CLcの上側に位置するように噴射部60を回転させた場合、渦輪状の噴流の進行方向を下向きに変化させることができる。
さらに、図20に示すように、噴射開口部62が胴体部121の中心軸線CLcの右側に位置するように噴射部60を回転させた場合、渦輪状の噴流の進行方向を左向きに変化させることができる。
このように、本実施形態の噴流発生装置1は、噴射部60を回転させることで、噴射開口部62から噴射された渦輪状の噴流の進行方向を所望の方向に変更することが可能である。これによれば、既存の噴射部60を回転可能な構成とすればよいので、噴流発生装置1の体格の増大を抑制しつつ、渦輪状の噴流の進行方向を任意の方向に変更することが可能となる。なお、本実施形態の噴流発生装置1は、第1実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
(第6実施形態)
次に、第6実施形態について、図21〜図24を参照して説明する。本実施形態では、噴射部60に対して複数の噴射開口部62、63が設けられている点等が第1実施形態と相違している。
次に、第6実施形態について、図21〜図24を参照して説明する。本実施形態では、噴射部60に対して複数の噴射開口部62、63が設けられている点等が第1実施形態と相違している。
図21、図22に示すように、本実施形態の噴射部60は、開口カバー部61に第1噴射開口部62および第2噴射開口部63が形成されている。第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、それぞれ絶縁性部材で構成されている。
第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、イオン風を渦輪状にして噴射するものである。本実施形態の第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、それぞれ略円筒状の噴射ノズルで構成されている。なお、第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、断面形状が四角形状や三角形状となる筒状の噴射ノズル等で構成されていてもよい。また、第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、単なる開口穴で構成されていてもよい。
第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、胴体部121よりも縮径されている。すなわち、第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、胴体部121の水力直径よりも小さい水力直径となっている。なお、各噴射開口部62、63は、その開口面積が、同等の大きさとなっている。
第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、開口カバー部61の中心部を挟んで対となるように配置されている。第1噴射開口部62および第2噴射開口部63は、それぞれの開口中心線CLh1、CLh2が略平行になっている。
具体的には、各噴射開口部62、63は、その開口中心線CLh1、CLh2と筐体12の胴体部121の中心軸線CLcとがずれるように、開口カバー部61における胴体部121の中心軸線CLcと重ならない位置に設けられている。すなわち、各噴射開口部62、63は、通風路122の延在方向において、胴体部121の中心軸線CLcと重なり合わないように、開口カバー部61における胴体部121の中心軸線CLcと重ならない位置に設けられている。
ここで、本実施形態の放電電極20は、胴体部121の略中心部に配置され、胴体部121の中心軸線CLcに沿って延びている。このため、放電電極20は、通風路122の延在方向において、各噴射開口部62の開口中心線CLh1、CLh2と重なり合わない位置に配置されていることになる。
また、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、通風路122の延在方向において、各噴射開口部62に対向する領域を開口対向領域Rh1、Rh2としたとき、放電電極20は、各開口対向領域Rh1、Rh2以外の領域に配置されている。換言すれば、放電電極20は、筐体12における噴射部60に対向する対向部位のうち、各開口対向領域Rh1、Rh2を除く領域に配置されている。
また、本実施形態の噴流発生装置1は、筐体12の内部に第1噴射開口部62および第2噴射開口部63を選択的に開閉する開閉ドア81が設けられている。開閉ドア81は、絶縁性部材で構成されている。
開閉ドア81は、筐体12のうち、開口カバー部61における各噴射開口部62、63が形成された部位に隣接する位置に配置されている。開閉ドア81は、スライド機構82によって、開口カバー部61の板面に沿ってスライド移動可能に構成されている。
スライド機構82は、例えば、開閉ドア81をスライド移動させるレール、操作部等によって構成されている。本実施形態では、開閉ドア81およびスライド機構82が、噴射切替部を構成している。また、本実施形態では、スライド機構82が、開閉ドア81を移動させる移動機構を構成している。
本実施形態の噴流発生装置1の他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の噴流発生装置1は、開閉ドア81によって各噴射開口部62、63を選択的に開閉することで、渦輪状の噴流の進行方向を変更可能となっている。
例えば、図23に示すように、第2噴射開口部63が開放され、第1噴射開口部62が閉鎖される位置に開閉ドア81を移動させた場合、渦輪状の噴流の進行方向を第1噴射開口部62側に傾いた方向に変化させることができる。
また、図24に示すように、第1噴射開口部62が開放され、第2噴射開口部63が閉鎖される位置に開閉ドア81を移動させた場合、渦輪状の噴流の進行方向を第2噴射開口部63側に傾いた方向に変化させることができる。
このように、本実施形態の噴流発生装置1は、開閉ドア81にて各噴射開口部62を選択的に開閉することで、各噴射開口部62、63の一方から噴射された渦輪状の噴流の進行方向を所定の方向に変更することが可能である。なお、本実施形態の噴流発生装置1は、第1実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
(第7実施形態)
次に、第7実施形態について、図25を参照して説明する。本実施形態では、各噴射開口部62、63に対して遮断用電極34、36が配置されている点等が第6実施形態と相違している。
次に、第7実施形態について、図25を参照して説明する。本実施形態では、各噴射開口部62、63に対して遮断用電極34、36が配置されている点等が第6実施形態と相違している。
図25に示すように、本実施形態の噴流発生装置1は、第1噴射開口部62に対応して設けられた第1遮断用電極34、第2噴射開口部63に対応して設けられた第2遮断用電極36、各遮断用電極34、36に電圧を印加する遮断用電源回路44を備えている。
各遮断用電極34、36は、略円筒状の形状を有する電極で構成されている。加速用電極32は、導電性金属部材(例えば、銅)で構成されている。各遮断用電極34、36は、基準電極30と噴射部60との間に配置されている。
具体的には、第1遮断用電極34は、筐体12の内部において第1噴射開口部62と対向するように、筐体12の内部における第1噴射開口部62に隣接する位置に配置されている。また、第2遮断用電極36は、筐体12の内部において第2噴射開口部63と対向するように、筐体12の内部における第2噴射開口部63に隣接する位置に配置されている。
遮断用電源回路44は、各遮断用電極34、36に対して、イオン風と同極となる電圧を選択的に印加することが可能に構成された回路である。本実施形態の遮断用電源回路44は、各遮断用電極34、36に対して選択的に電圧を印加可能なように、第1電源部441および第2電源部442を有している。
第1電源部441は、正極端子および負極端子を有している。第1電源部441の負極端子は、電源配線405を介して第1遮断用電極34に接続されている。また、第1電源部441の正極端子は、電源配線406を介して基準電極30および接地端子GNDに接続されている。
第2電源部442は、正極端子および負極端子を有している。第2電源部442の負極端子は、電源配線407を介して第2遮断用電極36に接続されている。また、第2電源部442の正極端子は、電源配線408を介して基準電極30および接地端子GNDに接続されている。
各電源部441、442は、イオン風と同極となる電圧を出力可能に構成されている。具体的には、各電源部441、442は、相対値基準で−3kV以上の出力電圧を出力可能となっている。
本実施形態の制御部50には、電源回路40の出力電圧を制御する電源制御部50aに加えて、各電源部441、442の出力電圧を制御する遮断用制御部50dを備えている。そして、本実施形態の制御部50は、各電源部441、442と基準電極30との間に選択的に基準電圧Vth以上の電圧が印加されるように、各電源部441、442を制御する。
本実施形態の噴流発生装置1の他の構成は、第1実施形態と同様である。本実施形態の噴流発生装置1は、遮断用電源回路44によって、各遮断用電極34、36に対してイオン風と同極となる電圧を選択的に印加することで、渦輪状の噴流の進行方向を変更可能となっている。
例えば、第2電源部442によって第2遮断用電極36に対してイオン風と同極となる電圧(例えば、−3kV)を印加すると、第2噴射開口部63からのイオン風の噴射が遮断される。この状態で、第1噴射開口部62からイオン風が噴射されると、第1噴射開口部62から噴射された渦輪状の噴流の進行方向が第2噴射開口部63側に傾いた方向に変化する。
また、第1電源部441によって第1遮断用電極34に対してイオン風と同極となる電圧(例えば、−3kV)を印加すると、第2噴射開口部63からのイオン風の噴射が遮断される。この状態で、第2噴射開口部63からイオン風が噴射されると、第2噴射開口部63から噴射された渦輪状の噴流の進行方向が第1噴射開口部62側に傾いた方向に変化する。
このように、本実施形態の噴流発生装置1は、遮断用電源回路44によって、各遮断用電極34、36に対して所定の電圧を選択的に印加することで、各噴射開口部62、63の一方から噴射された渦輪状の噴流の進行方向を所定の方向に変更することが可能である。なお、本実施形態の噴流発生装置1は、第1実施形態と共通の構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
(他の実施形態)
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
以上、本発明の代表的な実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
上述の各実施形態では、放電電極20の電位が、基準電極30の電位よりも低くなるように、放電電極20と基準電極30との間に電圧を印加する例について説明したが、これに限定されない。噴流発生装置1は、放電電極20の電位が、基準電極30の電位よりも高くなるように、放電電極20と基準電極30との間に電圧が印加される構成となっていてもよい。
上述の各実施形態では、筐体12の胴体部121が略円筒状に構成される例について説明したが、これに限定されない。筐体12の胴体部121は、例えば、角筒状に構成されていてもよい。
上述の各実施形態では、基準電極30が、略円筒状に構成される例について説明したが、これに限定されない。基準電極30は、空気を流通させることが可能であればよく、例えば、メッシュ状に構成されていてもよい。
上述の各実施形態で説明した噴流発生装置1は、筐体12の内部にアロマオイル等の香り成分を放つプレートが配置されていてもよい。これによれば、噴射部60から香り成分を有する渦輪状の噴流を噴射することが可能となる。
また、上述の各実施形態で説明した噴流発生装置1は、取込用開口部123から冷風や温風が取り込まれるように、冷風および温風を生成する空調ユニットに接続されていてもよい。これによれば、噴射部60から冷風や温風を渦輪状の噴流にして噴射することが可能となる。
さらに、上述の各実施形態で説明した噴流発生装置1は、取込用開口部123から湿度の高い空気が取り込まれるように、加湿された空気を生成する加湿器に接続されていてもよい。これによれば、噴射部60から加湿された空気を渦輪状の噴流にして噴射することが可能となる。
上述の各実施形態では、本発明の噴流発生装置1を車両の室内における快適性の向上を図る装置に適用する例について説明したが、これに限定されない。噴流発生装置1は、例えば、運転者とのユーザインターフェース、眠気覚まし、エアーカーテンといった用途に利用可能である。また、噴流発生装置1は、車両外において走行中の空気の流れに影響を与え、乱流発生等による空力音を抑制する装置としても利用可能である。なお、噴流発生装置1は、車両のような移動体ではなく、家屋等にも適用可能である。
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
(まとめ)
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、噴流発生装置は、放電電極の少なくとも一部が、通風路の延在方向において、噴射開口部の開口中心線と重なり合わない位置に配置されている。
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、噴流発生装置は、放電電極の少なくとも一部が、通風路の延在方向において、噴射開口部の開口中心線と重なり合わない位置に配置されている。
第2の観点によれば、噴流発生装置は、放電電極の少なくとも一部が、筐体における噴射部に対向する対向部位のうち、通風路の延在方向において噴射開口部に対向する領域を除く領域に配置されている。
これによると、放電電極の少なくとも一部と噴射開口部とが通風路の延在方向において互いに対向しない配置構成となり、噴射開口部に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射されることで、渦輪状の噴流の進行方向を大きく変化させることができる。
第3の観点によれば、噴流発生装置は、放電電極を第1放電電極とし、電源回路を第1電源回路としたとき、第1放電電極と異なる位置であって、基準電極から離れた位置に配置された第2放電電極を備える。また、噴流発生装置は、第2放電電極と基準電極との電位差を制御する出力電圧を発生させる第2電源回路を備える。第2放電電極は、筐体における噴射開口部に対向する対向部位のうち、通風路の延在方向において噴射開口部に対向する領域に配置されている。そして、制御部は、第2電源回路の出力電圧を、第1電圧より高い第3電圧と第2電圧との間で切り替える構成となっている。
これによると、第2放電電極と噴射開口部とが通風路の延在方向において互いに対向する配置構成となることで、噴射開口部に向かうイオン風の流量を充分に確保することができる。この結果、噴射開口部から充分な流量を有する渦輪状の噴流を噴射することができる。
また、第2放電電極と基準電極との電位差である第3電圧が、第1放電電極と基準電極との電位差である第1電圧よりも高いので、噴射開口部に流入するイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流が噴射されることで、渦輪状の噴流の進行方向を大きく変化させることができる。
第4の観点によれば、噴流発生装置は、放電電極を第1放電電極としたとき、第1放電電極と異なる位置であって、基準電極から離れた位置に配置された第2放電電極を備える。電源回路は、第2放電電極と基準電極との電位差を制御する出力電圧を発生させることが可能に構成されている。制御部は、第2電源回路の出力電圧を、第1電圧と第2電圧との間で切り替えることが可能となっている。第1放電電極は、所定のピッチで鋸歯状に配列された複数の第1突起電極部で構成されている。そして、第2放電電極は、筐体における噴射開口部に対向する対向部位のうち、通風路の延在方向において噴射開口部に対向する領域に配置されると共に、複数の第1突起電極部よりも小さいピッチで鋸歯状に配列された複数の第2突起電極部で構成されている。
これによると、第2放電電極と噴射開口部とが通風路の延在方向において互いに対向する配置構成となることで、噴射開口部に向かうイオン風の流量を充分に確保することができる。この結果、噴射開口部から充分な流量を有する渦輪状の噴流を噴射することができる。
また、第2放電電極を構成する複数の第2突起電極部が、第1放電電極を構成する複数の第1突起電極部よりもピッチが小さくなっているので、噴射開口部に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流を噴射することができる。
第5の観点によれば、噴流発生装置は、通風路における基準電極と噴射部との間に配置された加速用電極と、加速電極に対して所定の電圧を印加する加速用電源回路と、を備える。筐体の内部には、通風路を、通風路の延在方向において放電電極に相対しない第1通風路部、および通風路の延在方向において噴射開口部に相対する第2通風路部に仕切る仕切部が設定されている。そして、加速用電極は、第2通風路部に配置されている。
これによると、噴射開口部に向かうイオン風の流速分布の偏りが顕著となる。この結果、噴射開口部から渦輪の周方向において流速に偏りを有する渦輪状の噴流を噴射することができる。
第6の観点によれば、噴流発生装置は、噴射部が、噴射開口部から噴射された渦輪状の噴流の進行方向が所定の方向に変更されるように回転可能に構成されている。これによると、回転部によって噴射部を回転させることで、渦輪状の噴流の進行方向を任意の方向に変更することが可能となる。
第7の観点によれば、噴流発生装置は、噴射部が、噴射開口部が複数設けられると共に、複数の噴射開口部における渦輪状の噴流の噴射を選択的に切替可能な噴射切替部を有している。これによると、渦輪状の噴流を噴射する噴射開口部を選択的に切り替えることで、渦輪状の噴流の進行方向を所定の方向に変更することが可能となる。
第8の観点によれば、噴流発生装置の噴射切替部は、複数の噴射開口部を選択的に開閉可能に構成された開閉ドアと、開閉ドアを移動させる移動機構と、を含んで構成されている。これによると、開閉ドアによって複数の噴射開口部を選択的に開閉することで、渦輪状の噴流の進行方向を所定の方向に変更することが可能となる。
第9の観点によれば、噴流発生装置の噴射切替部は、複数の噴射開口部に対応して設けられた複数の遮断用電極と、複数の遮断用電極に対して、イオン風と同極となる電圧を選択的に印加することが可能に構成された遮断用電源回路と、を含んで構成されている。これによると、遮断用電源回路によって、複数の遮断用電極に対してイオン風と同極となる電圧を選択的に印加することで、渦輪状の噴流の進行方向を所定の方向に変更することが可能となる。
12 筐体
122 通風路
20 放電電極
30 基準電極
40 電源回路
50 制御部
60 噴射部
62 噴射開口部
122 通風路
20 放電電極
30 基準電極
40 電源回路
50 制御部
60 噴射部
62 噴射開口部
Claims (9)
- 噴流発生装置であって、
放電電極(20)と、
前記放電電極から離れた位置に配された基準電極(30)と、
前記放電電極と前記基準電極との電位差を制御する出力電圧を発生させる電源回路(40、40A)と、
前記電源回路の出力電圧を、前記放電電極と前記基準電極との間にコロナ放電を誘起させる基準電圧以上の第1電圧と前記基準電圧より小さい第2電圧との間で切り替える制御部(50)と、
前記放電電極および前記基準電極が収容されると共に、前記コロナ放電により発生したイオン風の通風路(122)を形成する筐体(12)と、
前記通風路における前記基準電極よりも風流れ下流側に設けられ、前記イオン風を渦輪状の噴流にして噴射する1つ以上の噴射開口部(62、63)を有する噴射部(60)と、を備え、
前記放電電極の少なくとも一部は、前記通風路の延在方向において、前記噴射開口部の開口中心線(CLh)と重なり合わない位置に配置されている噴流発生装置。 - 前記放電電極の少なくとも一部は、前記筐体における前記噴射部に対向する対向部位のうち、前記通風路の延在方向において前記噴射開口部に対向する領域(Rh、Rh1、Rh2)を除く領域に配置されている請求項1に記載の噴流発生装置。
- 前記放電電極を第1放電電極(20)とし、前記電源回路を第1電源回路(40A)としたとき、
前記第1放電電極と異なる位置であって、前記基準電極から離れた位置に配置された第2放電電極(22)と、
前記第2放電電極と前記基準電極との電位差を制御する出力電圧を発生させる第2電源回路(40B)と、を備え、
前記第2放電電極の少なくとも一部は、前記筐体における前記噴射開口部に対向する対向部位のうち、前記通風路の延在方向において前記噴射開口部に対向する領域に配置されており、
前記制御部は、前記第2電源回路の出力電圧を、前記第1電圧より高い第3電圧と前記第2電圧との間で切り替える請求項1または2に記載の噴流発生装置。 - 前記放電電極を第1放電電極(20)としたとき、
前記第1放電電極と異なる位置であって、前記基準電極から離れた位置に配置された第2放電電極(22)を備え、
前記電源回路は、前記第2放電電極と前記基準電極との電位差を制御する出力電圧を発生させることが可能に構成されており、
前記制御部は、前記第2電源回路の出力電圧を、前記第1電圧と前記第2電圧との間で切り替えることが可能となっており、
前記第1放電電極は、所定のピッチ(P1)で鋸歯状に配列された複数の第1突起電極部(202)で構成されており、
前記第2放電電極は、少なくとも一部が前記筐体における前記噴射開口部に対向する対向部位のうち、前記通風路の延在方向において前記噴射開口部に対向する領域に配置されると共に、前記複数の第1突起電極部よりも小さいピッチ(P2)で鋸歯状に配列された複数の第2突起電極部(222)で構成されている請求項1または2に記載の噴流発生装置。 - 前記通風路における前記基準電極と前記噴射部との間に配置された加速用電極(32)と、
前記加速用電極に対して所定の電圧を印加する加速用電源回路(42)と、を備え、
前記筐体の内部には、前記通風路を、前記通風路の延在方向において前記放電電極に相対しない第1通風路部(122A)、および前記通風路の延在方向において前記噴射開口部に相対する第2通風路部(122B)に仕切る仕切部(125)が設定されており、
前記加速用電極は、前記第2通風路部に配置されている請求項1または2に記載の噴流発生装置。 - 前記噴射部は、前記噴射開口部から噴射された前記渦輪状の噴流の進行方向が所定の方向に変更されるように回転可能に構成されている請求項1ないし5のいずれか1つに記載の噴流発生装置。
- 前記噴射部は、前記噴射開口部が複数設けられると共に、複数の前記噴射開口部における前記渦輪状の噴流の噴射を選択的に切替可能な噴射切替部(34、36、44、81、82)を有している請求項1ないし6のいずれか1つに記載の噴流発生装置。
- 前記噴射切替部は、
複数の前記噴射開口部を選択的に開閉可能に構成された開閉ドア(81)と、
前記開閉ドアを移動させる移動機構(82)と、を含んで構成されている請求項7に記載の噴流発生装置。 - 前記噴射切替部は、
複数の前記噴射開口部に対応して設けられた複数の遮断用電極(34、36)と、
前記複数の遮断用電極に対して、前記イオン風と同極となる電圧を選択的に印加することが可能に構成された遮断用電源回路(44)と、を含んで構成されている請求項7に記載の噴射発生装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2017-04-12 JP JP2017079095A patent/JP2018176983A/ja active Pending
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