JP2018536134A

JP2018536134A - 湿潤空気流発生器

Info

Publication number: JP2018536134A
Application number: JP2018519771A
Authority: JP
Inventors: ヒンカウ，ケク
Original assignee: イーエスディーテクノロジーコンサルティングアンドライセンシングシーオー．，エルティーディー
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2036-10-13
Also published as: KR20180069820A; EP3362742B1; EP3362742A4; WO2017063164A1; PH12018550038A1; US20180299149A1; US10731880B2; EP3362742A1; CN107003026B; WO2017063579A1; TW201719084A; JP6714254B2; KR102108457B1; TWI625499B; CN107003026A

Abstract

中空の円柱チャンバ（２）、前記中空の円柱チャンバ（２）の内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器（２１）、前記中空の円柱チャンバ（２）に付設されて導入気流を導入する入口管（２２）、前記中空の円柱チャンバ（２）に付設される出口管（８）、及び前記湿潤空気発生器（２１）と前記出口管（８）の間に位置する吸気ファン（４）、を含み、前記吸気ファンは、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流が前記出口管（８）に向かって螺旋状に上昇することで、前記中空の円柱チャンバ（２）の出口領域における水滴の凝集又は結露が解消される湿潤空気流発生器を開示する。
【選択図】図２

Description

本発明は静電電荷の低減分野に関し、より具体的には、湿潤空気流発生器に関する。

静電電荷の低減に関する技術分野では、湿潤空気流発生器により空気の湿度を上昇させて静電電荷を低減させる。既知の気流制御装置では、静電電荷を低減させるための湿潤空気が、静電電荷の低減に用いられる出口管（ｏｕｔｌｅｔｔｕｂｉｎｇ）から放出された後に、帰還（ｒｅｔｕｒｎｅｄｌｏｏｐ）ガスとして湿潤空気流発生器の加湿器チャンバ（ｈｕｍｉｄｉｆｉｅｒｃｈａｍｂｅｒ）に搬送され、再び循環する結果、最適な気流制御による送出の合理化が図られている。このような閉ループシステムによれば、周辺環境への湿潤空気の漏れを防止又は最小化するのに有利なだけでなく、湿潤空気の無駄が減少し、最適量の湿潤空気を経済的に発生させられる。

図１に、一般的な湿潤空気流発生器１を示す。前記湿潤空気流発生器１はメインチャンバを有する。前記メインチャンバには、乾燥空気を導入するための入口管１２と、湿潤空気を送出するための出口管１９が付設されている。また、前記メインチャンバの底部には、湿潤空気発生器（ｍｉｓｔｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１１が設けられている。

しかし、図１に示すように、前記気流制御装置が特に相対湿度（ＲＨ）８０％以上の環境下で運転する場合には、前記メインチャンバの内壁１４と前記出口管１９の内壁に結露がみられる。

これら微小な液滴は、凝集して比較的大きな液滴１３になると内壁１４から滴下して水溜まりとなり、特に、出口管１９の内部においては不都合な水の凝集及び滞留が生じてしまう。このことは、気流制御システムにおいて、静電電荷を低減させるための湿潤空気を管理及び制御するにあたり非常に不利となる。

ここで、非常に興味深い点として、湿潤空気発生器１１の上部領域における気流経路に小型の加熱器を配置すると、これら不都合な結露、特に、相対湿度（ＲＨ）８０％以上の環境下における不都合な結露を最小化又は除去可能であることを我々は見出した。実際に、小型の加熱器を起動した場合には、８５〜９０％もの高い相対湿度環境下において、気流循環配管の内壁及び出口気流領域の内壁のいずれにも結露現象はみられなかった。また、加熱器の温度が高いほど、内壁にみられる結露は減少した。

しかし、仔細に分析したところ、加熱器を用いる場合には装着作業が煩雑となるだけでなく、詳細なモニタリングが必要となり、安全上の問題やシステムコストの増加といった問題が生じ得ることがわかった。また、加熱器を長期的に使用していると、酸化や腐食、初期の摩耗、ほこりの堆積等の問題が生じ、湿潤空気流発生器システムが汚染され得ることがわかった。

そこで、製造が容易で低コスト、且つ長期耐用性であるだけでなく、上述の結露問題を解消可能な代替案を模索すべく、更なる研究開発を進めることが求められている。

本発明は、製造が容易で低コスト、且つ長期耐用性であるだけでなく、上記の結露問題を解消可能な湿潤空気流発生器を提供することを目的とする。

本発明の一の局面では、中空の円柱チャンバ、前記中空の円柱チャンバの内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器、前記中空の円柱チャンバに付設されて導入気流を導入する入口管、前記中空の円柱チャンバに付設される出口管、及び、前記湿潤空気発生器と前記出口管の間に位置する吸気ファン、を含み、前記吸気ファンは、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流が前記出口管に向かって螺旋状に上昇することで、前記中空の円柱チャンバの出口領域における水滴の凝集又は結露が解消され、前記吸気ファンは遠心ファンであり、前記遠心ファンは、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流が混ざり合って前記螺旋気流を形成するよう、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を通過させる湿潤空気流発生器を提供する。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと、前記垂直な円柱型下部チャンバの先端部に付設される斜錐型上部チャンバを含み、前記出口管は前記斜錐型上部チャンバに付設され、前記遠心ファンは前記垂直な円柱型下部チャンバに配置される。

好ましくは、前記出口管は、前記斜錐型上部チャンバに付設される湾曲管と、前記湾曲管に組み付けられるノズルを更に含む。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと、前記垂直な円柱型下部チャンバから分岐して延伸する出口流路を含み、前記出口管は前記出口流路に付設され、且つ、前記遠心ファンは前記出口流路に配置される。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバは垂直な円柱型チャンバを含み、前記垂直な円柱型チャンバに流れ込んだ前記螺旋気流は、前記垂直な円柱型チャンバの周長のうち少なくとも４分の１の距離を旋回する。

好ましくは、前記出口管は、前記垂直な円柱型チャンバの周長方向において前記遠心ファンの排気口と少なくとも７５度をなす点に付設される。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバは、前記垂直な円柱型チャンバに接続されるメインチャンバを更に含む。

好ましく、前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと凹状ルーフ（ｒｅｃｅｓｓｅｄｒｏｏｆｔｏｐ）を含み、前記遠心ファンは、前記円柱型下部チャンバの外部に設けられるとともに前記凹状ルーフの段差面に位置し、前記出口管は、前記凹状ルーフに付設されるとともに前記遠心ファンと同程度の高さに位置する。

好ましくは、前記遠心ファンは、水平又は垂直に前記凹状ルーフの前記段差面に設けられる。

好ましくは、前記凹状ルーフは、前記遠心ファンの排気口に接続される弧状構造と、前記弧状構造に正接する正接構造を備え、前記出口管は前記正接構造の開口に付設される。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバ、第１凹状ルーフ及び第２凹状ルーフを含み、第１遠心ファンは、前記垂直な円柱型下部チャンバの外部に垂直に設けられるとともに前記第１凹状ルーフの段差面に位置し、第２遠心ファンは、前記第１凹状ルーフの外部に水平に設けられるとともに前記第２凹状ルーフの段差面に位置する。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバ、第１凹状ルーフ及び第２凹状ルーフを含み、第１遠心ファンは、前記垂直な円柱型下部チャンバの外部に水平に設けられるとともに前記第１凹状ルーフの段差面に位置し、第２遠心ファンは、前記第１凹状ルーフの外部に垂直に設けられるとともに前記第２凹状ルーフの段差面に位置する。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと、前記垂直な円柱型下部チャンバから延伸する水平な円柱上部チャンバを含み、前記遠心ファンは、前記垂直な円柱型下部チャンバと前記水平な円柱上部チャンバにそれぞれ設けられ、前記出口管は前記水平な円柱上部チャンバに付設される。

好ましくは、少なくとも２つの遠心ファンが、前記水平な円柱上部チャンバ内に互いに水平且つ並列して設けられる。

好ましくは、前記遠心ファンは、円盤に固定的に付設され、前記円盤には中央孔が備わっている。

好ましくは、前記遠心ファンはドラム状の筐体を含み、前記ドラム状の筐体の中央には羽根が設けられ、前記ドラム状の筐体は更に排気口を含み、前記排気口は、前記排気口の接線と平行か、或いは、前記接線に対して比較的小さな角度で傾斜する方向において、前記連続した湿潤空気流と前記導入気流の混合気体を放出することで、前記中空の円柱チャンバ内壁の周長方向に前記螺旋気流を形成する。

好ましくは、前記円盤は前記中空の円柱チャンバの内壁に固定的に付設され、前記ドラム状の筐体の羽根は前記円盤における前記中央孔の真上に位置する。

好ましくは、前記遠心ファンは、水平軸に対して前記水平軸から上方又は下方に０〜８０度、好ましくは５〜７５度、より好ましくは２５〜６０度、最も好ましくは３５〜５０度傾斜している。

好ましくは、前記螺旋気流の流動角度は螺旋が上昇するほど大きくなり、前記螺旋気流が前記中空の円柱チャンバにおける最上部まで螺旋状に上昇するに伴って、前記流動角度は最小５度から最大８０度まで増加する。

好ましくは、更に、前記中空の円柱チャンバの内部に位置する加熱器を含む。

中空の円柱チャンバの内部に吸気ファンを設けることで、本発明に基づく前記湿潤空気流発生器によれば、加熱器を使用せずとも、容易且つ一般的ではない方法で、前記中空の円柱チャンバの内壁及び出口管の内壁における水滴の凝集又は結露を効果的に解消可能である。

以下に、図面と実施例を組み合わせて、本発明の代表的実施例につき更に説する。

図１は、一般的な湿潤空気流発生器を示す図である。図２は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図３は、出口管と遠心ファンの排気口との角度を示す図である。図４は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図５は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図６は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図７は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図８は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図９は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図１０は、本発明の他の実施例に基づく湿潤空気流発生器の遠心ファン及び円盤を示す図である。図１１は、前記遠心ファンによる中空の円柱チャンバの内壁周長に沿った螺旋気流の生成を示す図である。図１２は、本発明の他の実施例に基づく湿潤空気流発生器の断面図である。図１３は、前記螺旋気流の旋回効果を生む気流条件を示す図である。図１４は、本発明の他の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。

以下では、後述の記載及び図面を参照することで、本発明の各利点、局面、新規な特徴及び提示する実施例をより良好に理解可能となる。ただし、ここで列挙する本発明の各実施例は例示のためのものにすぎず、制限する目的はない。また、以下の図面において、矢印は気流の方向を示している。

図２は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図２に示すように、前記湿潤空気流発生器は、中空の円柱チャンバ２、前記中空の円柱チャンバ２の内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器２１、前記中空の円柱チャンバ２に付設されて導入気流を導入する入口管２２、前記中空の円柱チャンバ２に付設される出口管８、及び前記湿潤空気発生器２１と前記出口管８の間に位置する吸気ファン４、を含む。前記吸気ファン４は、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流は前記出口管８に向かって螺旋状に上昇する。驚くことに、前記螺旋気流は、前記中空の円柱チャンバ２の出口領域における水滴の凝集又は結露を解消可能である。前記導入気流は、回帰空気としてもよいし環境空気としてもよく、これらは実際の必要性に応じて決定される。

図２に示すように、前記吸気ファン４は遠心ファンであり、前記遠心ファンは円盤３に固定的に付設されている。前記円盤３には、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流が前記遠心ファンを通過し、混ざり合うことで前記螺旋気流が形成されるよう、中央孔３１が備わっている。前記湿潤空気発生器２１により生成された湿潤空気は、前記中空の円柱チャンバ２内部の中央領域位置を取り囲む前記吸気ファン４により吸収されるとともに、前記吸気ファン４を通過する。

前記遠心ファンは市販のどのようなタイプの遠心ファンであってもよい。好ましくは、前記遠心ファンは前記中空の円柱チャンバ２内部の中央領域位置に単独で設置可能とする。よって、前記円盤３は省略してもよい。

本実施例において、前記中空の円柱チャンバ２は垂直な円柱型チャンバである。前記垂直な円柱型チャンバ内の螺旋気流は、前記垂直な円柱型チャンバの周長のうち少なくとも４分の１の距離を旋回する。更に驚くことに、前記垂直な円柱型チャンバ内の螺旋気流が前記垂直な円柱型チャンバの周長のうち４分の１の距離しか旋回しなくとも、前記出口管８の内壁における結露問題が解消されることを我々は見出した。

遠心ファンからの湿潤空気流がこの程度の短距離を旋回するだけで前記出口管８の内壁における結露を解消可能であることは、予測し難く、想像もし得ない。

本実施例では、出口管８を遠心ファンと同程度の高さまで下降させ、且つ前記中空の円柱チャンバ２の周壁における一点に位置決めする。図３に示すように、平面図でみた場合、前記出口管８は前記中空の円柱チャンバ２の周壁のうち前記遠心ファンの排気口と少なくとも７５度をなす点に付設される。他の実施例において、前記出口管８は前記中空の円柱チャンバ２の先端部に装着してもよい。しかしながら、他の実施例において、前記出口管８は前記中空の円柱チャンバ２における別の点に設けてもよい。

好ましくは、前記中空の円柱チャンバ２のウォーターバスに加熱器を追加することで、適切な温度に制御して、最適量の湿潤空気を生成する。ウォーターバスの温度を変更し、周辺環境の温度、気流の速度及び送出率を考慮すれば、最適量の水蒸気が生成されるため、静電電荷低減の各種目的に適用すべく最良の湿潤空気を送出可能となる。

図４は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図４に示すように、前記湿潤空気流発生器は、中空の円柱チャンバ２、前記中空の円柱チャンバ２の内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器２１、前記中空の円柱チャンバ２に付設されて導入気流を導入する入口管２２、前記中空の円柱チャンバ２に付設される出口管（図示しない）、及び前記湿潤空気発生器２１と前記出口管の間に位置する吸気ファン４、を含む。前記吸気ファン４は、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流は前記出口管に向かって螺旋状に上昇する。驚くことに、前記螺旋気流は、前記中空の円柱チャンバ２の出口領域における水滴の凝集又は結露を解消可能である。前記導入気流は回帰空気としてもよいし、環境空気としてもよく、これらは実際の必要性に応じて決定される。

本実施例において、遠心ファン４は、前記中空の円柱チャンバ２内部の中央領域位置に単独で設置される。図４に示すように、前記中空の円柱チャンバ２は、垂直な円柱型下部チャンバ２２０と凹状ルーフ２１０（ｒｅｃｅｓｓｅｄｒｏｏｆｔｏｐ）を含む。本実施例において、前記遠心ファン４は前記円柱型下部チャンバ２２０の外部に設けられるとともに、前記凹状ルーフ２１０の段差面に位置している。本実施例において、前記出口管は前記凹状ルーフ２１０に付設されるとともに、前記遠心ファン４と同程度の高さに位置している。

本発明の好ましい実施例において、前記凹状ルーフ２１０は、前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０の上方に水平に設けられている。前記遠心ファン４は前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０の上方に設けられるとともに、前記凹状ルーフ２１０の下方段差面に位置している。前記凹状ルーフ２１０は、前記遠心ファン４の排気口に接続される弧状構造２１１と、前記弧状構造２１１に正接する正接構造２１２を備える。前記出口管は、前記正接構造２１２の開口に付設されている。

他の好ましい実施例において、前記遠心ファン４は、前記凹状ルーフ２１０の段差面における任意の点に垂直に設けられる。図５は、この種の湿潤空気流発生器を示す。図５に示すように、前記中空の円柱チャンバ２は、垂直な円柱型下部チャンバ２２０と凹状ルーフ２３０を含む。本実施例において、前記凹状ルーフ２３０は、前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０上に設けられる垂直な円柱型上部チャンバ２１３と、前記垂直な円柱型上部チャンバ２１３に接線で接続される正接構造２１４を含む。前記垂直な円柱型上部チャンバ２１３は凹状構造を有する。前記遠心ファン４は前記凹状構造の垂直壁に沿って、前記垂直壁における任意の点に垂直に設けられる。本実施例において、前記出口管は、前記遠心ファン４と同程度の高さで前記凹状ルーフ２３０に付設されている。

当該実施例によれば、特に、広く平坦な面を覆う薄い湿潤空気層（ｔｈｉｎｂｌａｎｋｅｔ）の供給を要する応用場面において、より高い柔軟性が発揮される。

図６に示す好ましい実施例では、図４又は図５に示した実施例に追加の遠心ファンを加えることで、ダブル遠心ファンシステムを形成可能である。これによれば、いっそう有利に効率よく湿潤空気が送出されるため、本発明の使用にあたりより高い柔軟性が発揮される。

図６に示すように、前記中空の円柱チャンバ２は、垂直な円柱型下部チャンバ２２０、第１凹状ルーフ２５０及び第２凹状ルーフ２４０を含む。図６に示すように、第１遠心ファン４２０は前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０の外部に垂直に設けられるとともに、前記第１凹状ルーフ２５０の段差面に位置している。また、第２遠心ファン４１０は、前記第１凹状ルーフ２５０の外部に水平に設けられるとともに、前記第２凹状ルーフ２４０の段差面に位置している。図６に示すように、前記第１遠心ファン４２０と前記第１凹状ルーフ２５０は図５に示した実施例に基づき構成すればよく、前記第２凹状ルーフ２４０と前記第２遠心ファン４１０は図４に示した実施例に基づき構成すればよい。本発明の教示に基づき、当業者は図６に示す湿潤空気流発生器を構成可能である。

他の実施例において、前記中空の円柱チャンバ２は、垂直な円柱型下部チャンバ２２０、第１凹状ルーフ２５０及び第２凹状ルーフ２４０を含む。第２遠心ファン４１０は、前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０の外部に水平に設けられるとともに、前記第１凹状ルーフ２５０の段差面に位置している。また、第１遠心ファン４２０は、前記第１凹状ルーフ２５０の外部に垂直に設けられるとともに、前記第２凹状ルーフ２４０の段差面に位置している。本発明のその他の実施例において、前記第１遠心ファン４２０と前記第２遠心ファン４１０は、双方ともに水平に設けてもよいし、双方ともに垂直に設けてもよい。

図７は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図７に示すように、前記湿潤空気流発生器は、中空の円柱チャンバ２、前記中空の円柱チャンバ２の内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器２１、前記中空の円柱チャンバ２に付設されて導入気流を導入する入口管（図示しない）、前記中空の円柱チャンバ２に付設される出口管（図示しない）、及び前記湿潤空気発生器２１と前記出口管の間に位置する遠心ファン、を含む。前記遠心ファンは、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流は前記出口管に向かって螺旋状に上昇する。驚くことに、前記螺旋気流は、前記中空の円柱チャンバ２の出口領域における水滴の凝集又は結露を解消可能である。

本実施例において、前記中空の円柱チャンバ２は、垂直な円柱型下部チャンバ２２０と、前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０から延伸する水平な円柱上部チャンバ２６０を含む。前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０には遠心ファン４５０が配置されている。また、前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０から延伸する水平な円柱上部チャンバ２６０には、２つの遠心ファン４４０が互いに水平に並列して設けられている。

他の実施例では、より多くの、又はより少数の遠心ファンを前記水平な円柱上部チャンバ２６０に設けてもよいし、より多くの遠心ファンを前記垂直な円柱型下部チャンバ２２０に設けてもよい。

このような設計は、特に、電子機器が配置される平坦な表面又は平坦な底面の静電電荷を低減させるのに好適である。

図８は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図８に示すように、前記湿潤空気流発生器は、中空の円柱チャンバ２、前記中空の円柱チャンバ２の内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器２１、前記中空の円柱チャンバ２に付設されて導入気流を導入する入口管２２、前記中空の円柱チャンバ２に付設される出口管（図示しない）、及び前記湿潤空気発生器２１と前記出口管の間に位置する遠心ファン４、を含む。前記遠心ファン４は、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流は前記出口管に向かって螺旋状に上昇する。驚くことに、前記螺旋気流は、前記中空の円柱チャンバ２の出口領域における水滴の凝集又は結露を解消可能である。

本実施例において、前記中空の円柱チャンバ２は、円柱型上部チャンバ２７０と、前記円柱型上部チャンバ２７０に接続されるメインチャンバ２８０を含む。本実施例において、前記円柱型上部チャンバ２７０は、互いに接続される垂直な円柱型下部チャンバと水平な円柱上部チャンバを含む。他の実施例において、前記円柱型上部チャンバ２７０は別の形式で構成してもよい。本実施例において、前記メインチャンバ２８０は矩形とする。好ましくは、前記メインチャンバは、例えば立方体、矩形、楕円形又はその他不規則形状といった任意の形状とすればよい。

図９は、本発明の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図９に示すように、前記湿潤空気流発生器は、中空の円柱チャンバ２、前記中空の円柱チャンバ２の内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器２１、前記中空の円柱チャンバ２に付設されて導入気流を導入する入口管２２、前記中空の円柱チャンバ２に付設される出口管８、及び前記湿潤空気発生器２１と前記出口管８の間に位置する吸気ファン４、を含む。前記吸気ファン４は、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流は前記出口管８に向かって螺旋状に上昇する。驚くことに、前記螺旋気流は、前記中空の円柱チャンバ２の出口領域における水滴の凝集又は結露を解消可能である。前記導入気流は回帰空気としてもよいし、環境空気としてもよく、これらは実際の必要性に応じて決定される。

我々は、図９に示すように、前記連続した湿潤空気流と前記導入気流の混合気流が、前記中空の円柱チャンバ２の内壁に沿って螺旋状の流動パターンをなすよう形成された後、下部の気流領域Ｌから上部の気流領域Ｕへと螺旋状に上方へ流動してから、前記中空の円柱チャンバ２上端の出口管８へと流動する場合、前記中空の円柱チャンバ２の出口気流領域及び前記中空の円柱チャンバ２の内壁において、水滴の凝集又は結露が驚異的に解消されることを見出した。

図９に示すように、前記吸気ファン４は遠心ファンであり、前記遠心ファンは円盤３に固定的に付設されている。前記円盤３には、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流が前記遠心ファンを通過し、混ざり合うことで前記螺旋気流が形成されるよう、中央孔３１が備わっている。前記湿潤空気発生器２１により生成された湿潤空気は、前記中空の円柱チャンバ２内部の中央領域位置を取り囲む前記吸気ファン４により吸収されるとともに、前記吸気ファン４を通過する。

前記遠心ファン４は市販のどのようなタイプの遠心ファンであってもよい。好ましくは、前記遠心ファンは前記中空の円柱チャンバ２内部の中央領域位置に単独で設置可能とする。よって、前記円盤３は省略してもよい。

一実施例において、前記円盤３に位置する遠心ファン４は、図９に示すように平らに配置すればよい。また、他の実施例では、傾斜した円盤３によって前記遠心ファンを斜めに配置してもよい。前記円盤３は、図１２の符号ＡＡ’で示した水平線に対して適切な角度をなすよう傾斜してもよい。これによれば、本発明の応用にあたってより多くの柔軟な設計が可能となる。傾斜角度は、前記水平線から上方へ０〜８０度の傾斜としてもよいし、前記水平線から下方へ０〜８０度の傾斜としてもよい。選択的に、前記傾斜角度は、前記水平線から上方へ５〜７５度の傾斜としてもよいし、前記水平線から下方へ５〜７５度の傾斜としてもよい。好ましくは、前記傾斜角度は、前記水平線から上方へ２５〜６０度の傾斜としてもよいし、前記水平線から下方へ２５〜６０度の傾斜としてもよい。最も好ましくは、前記傾斜角度は、前記水平線から上方へ３５〜５０度の傾斜としてもよいし、前記水平線から下方へ３５〜５０度の傾斜としてもよい。

本願において、前記中空の円柱チャンバ２は任意の円柱形状とすればよい。図９は、前記中空の円柱チャンバ２における好ましい設置を示している。図９に示すように、前記中空の円柱チャンバ２は、垂直な円柱型下部チャンバ２４と、前記垂直な円柱型下部チャンバ２４の先端部に付設される斜錐型上部チャンバ２５を含む。前記出口管８は、前記斜錐型上部チャンバ２５に付設される湾曲管２６と、前記湾曲管２６に組み付けられるノズル２７を更に含む。図９に示すように、前記遠心ファンは前記垂直な円柱型下部チャンバ２４に配置される。更に、図９に示すように、前記斜錐型上部チャンバ２５及び前記湾曲管２６の内壁における水滴は、いずれも凝集及び結露が驚異的に解消される。

吸気ファン４を、前記垂直な円柱型下部チャンバ２４のうち底部に位置する前記湿潤空気発生器２１と、先端部に位置する出口領域との間に配置するとともに、開口において、気体を予測不可能な０度で内壁に対し直に流出させて図９に示すような螺旋気流を形成することは、技術的に独自性があり自明ではない。

なお、図９には出口管８を１つのみ示しているが、当業者にとって周知なように、前記斜錐型上部チャンバ２５に付設される湾曲管２６と、前記湾曲管２６に組み付けられるノズル２７を含む複数の出口管８を前記出口領域に付設し、複数の気流出口を取得すれば、より求心力のあるビジネスメリットが得られる。

図１０は、本発明の他の実施例に基づく湿潤空気流発生器の遠心ファン及び円盤を示す図である。図１０に示すように、遠心ファンはドラム状の筐体を含む。前記ドラム状の筐体は、中央位置４３に羽根４１が設けられている。前記ドラム状の筐体は、更に排気口４２を含む。前記排気口４２は、前記排気口４２の接線と平行か、或いは、前記接線に対して比較的小さな角度で傾斜する方向において、前記連続した湿潤空気流と前記導入気流の混合気体を放出することで、前記中空の円柱チャンバ２内壁の周長方向に前記螺旋気流を形成する。図１０に示すように、前記円盤３は前記中空の円柱チャンバ２の内壁に固定的に付設されており、前記ドラム状の筐体の羽根４１が、前記円盤３における前記中央孔３１の真上に位置している。いうまでもなく、本発明の遠心ファンと円盤は、その他任意の方式で設けてもよく、螺旋気流を発生させられればよい。

図１１に示すように、図１０に示した前記遠心ファン４は、前記中空の円柱チャンバ２内壁の周長方向に沿う螺旋気流を生成可能である。前記螺旋気流の流動角度は螺旋が上昇するほど大きくなり、前記螺旋気流が前記中空の円柱チャンバ２における最上部まで螺旋状に上昇するに伴って、前記流動角度は最小５度から最大８０度まで増加する。

図１３は、前記螺旋気流の旋回効果を生む気流条件を示す図である。図１３に示すように、気流の方向が中心点Ａから任意の方向に吹き出す場合、螺旋気流は発生しない。更に、図１３を参照して、気流の方向が点Ｂから点０、及び、点Ｂから点０’へと吹き出す場合にも、螺旋気流は発生しない。

しかし、例えば気流が以下の条件となる場合には螺旋が発生する。
１）気流の方向が点Ｂから点１である。
２）気流の方向が点Ｂから点２である。
３）気流の方向が点Ｂから点３である。

即ち、遠心ファンの接線と平行か、或いは遠心ファンの接線に対して小さな角度をなす場合に螺旋気流が発生し、前記中空の円柱チャンバ２内壁の周長方向に沿う螺旋気流が形成される。前記中空の円柱チャンバ２内壁の周長方向に沿って旋回する螺旋気流の流動角度は、水平軸に対し５〜８０度をなし、好ましくは２５〜６０度、最も好ましくは３５〜５０度をなす。

図１４は、本発明の他の実施例に基づく湿潤空気流発生器を示す図である。図１４に示すように、前記湿潤空気流発生器は、中空の円柱チャンバ５、前記中空の円柱チャンバ５の内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器２１、前記中空の円柱チャンバ５に付設されて導入気流を導入する入口管２２、前記中空の円柱チャンバ５に付設される出口管（図示しない）、及び前記湿潤空気発生器２１と前記出口管の間に位置する吸気ファン４、を含む。前記吸気ファン４は、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流は前記出口管に向かって螺旋状に上昇する。驚くことに、前記螺旋気流は、前記中空の円柱チャンバ５の出口領域における水滴の凝集又は結露を解消可能である。前記導入気流は回帰空気としてもよいし、環境空気としてもよく、これらは実際の必要性に応じて決定される。

図１４に示すように、前記中空の円柱チャンバ５は、垂直な円柱型下部チャンバ５１と、前記垂直な円柱型下部チャンバ５１から分岐して延伸する出口流路５２を含む。前記出口管は前記出口流路５２に付設されている。また、本実施例において、前記吸気ファン４は前記出口流路５２に配置されている。図１４に示すように、前記吸気ファン４の出口流路５２における水滴は、凝集及び結露が驚異的に解消される。同様に、前記出口流路５２に付設される前記出口管における水滴も、凝集及び結露が驚異的に解消される。なお、動作原理については上記実施例で述べた通りであるため、ここでは繰り返し述べない。

本実施例において、前記遠心ファン４は円盤３に固定的に付設されるとともに、前記出口流路５２の軸線に対し垂直となっている。また、他の実施例において、前記遠心ファン４はその他の一定の方向に設けてもよい。なお、本発明の吸気ファン４は上記実施例を参照して構成可能なことから、ここでは繰り返し述べない。

本発明の一の実施例では、前記出口流路５２を取り外し及び置き換え可能とすることで、本発明の応用場面がより柔軟且つ多彩となる。

なお、図１４には出口流路５２を１つのみ示しているが、当業者にとって周知なように、１つ以上の出口流路５２を前記垂直な円柱型下部チャンバ５１から分岐するよう延伸させてもよく、これによれば、より求心力のあるビジネスメリットを備えた複数の気流出口が得られる。

中空の円柱チャンバの内部に吸気ファンを設けて螺旋気流を形成するだけで、前記中空の円柱チャンバの内壁及び出口管の内壁において水滴の凝集又は結露が驚異的に解消される理由については、発明者も不明である。これは、恐らく吸気ファンの設置、又は吸気ファンの角度調整によって螺旋気流に遠心効果が生まれ、この効果によって、比較的大きく重い水滴が外側に旋回して壁に衝突し、壁表面に残留するためと思われる。この過程は、前記螺旋気流が前記中空の円柱チャンバ先端の排気口に向かって徐々に螺旋状に上昇し、比較的大きく重い水滴が次第に減少して消失するまで続く。

本発明の気流設計によれば、加湿器デバイスにおいて湿潤空気流が結露しないだけでなく、気流システムに余分なデバイス（例えば加熱器）を導入して加湿器デバイス全体を変更せずとも、容易な設計で結露の問題が解決される。そのため、よりメンテナンスしやすく、性能にも優れる。

本発明の設計によれば、螺旋気流の形成に必要な製品部材を簡略化・最小化できるだけでなく、旋回過程を効果的に合理化することで中空の円柱チャンバの高さを縮小可能である。これにより、材料ロスが削減されるとともにデバイスの省スペース化がなされるため、一般的にスペースに限りのある小型の生産デバイスにとってはたいへん有利となる。

本発明は、中空の円柱チャンバの内部に吸気ファンを設けることで、加熱器を使用せずとも、容易且つ一般的ではない方法で、前記中空の円柱チャンバの内壁及び出口管の内壁における水滴の凝集又は結露を効果的に解消可能である。

Claims

中空の円柱チャンバ、前記中空の円柱チャンバの内部に設けられて連続した湿潤空気流を生成する湿潤空気発生器、前記中空の円柱チャンバに付設されて導入気流を導入する入口管、前記中空の円柱チャンバに付設される出口管、及び、前記湿潤空気発生器と前記出口管の間に位置する吸気ファン、を含み、前記吸気ファンは、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を螺旋気流とするものであり、前記螺旋気流が前記出口管に向かって螺旋状に上昇することで、前記中空の円柱チャンバの出口領域における水滴の凝集又は結露が解消され、
前記吸気ファンは遠心ファンであり、前記遠心ファンは、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流が混ざり合って前記螺旋気流を形成するよう、前記連続した湿潤空気流及び前記導入気流を通過させることを特徴とする湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと、前記垂直な円柱型下部チャンバの先端部に付設される斜錐型上部チャンバを含み、前記出口管は前記斜錐型上部チャンバに付設され、前記遠心ファンは前記垂直な円柱型下部チャンバに配置されることを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
前記出口管は、前記斜錐型上部チャンバに付設される湾曲管と、前記湾曲管に組み付けられるノズルを更に含むことを特徴とする請求項２に記載の湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと、前記垂直な円柱型下部チャンバから分岐して延伸する出口流路を含み、前記出口管は前記出口流路に付設され、且つ、前記遠心ファンは前記出口流路に配置されることを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは垂直な円柱型チャンバを含み、前記垂直な円柱型チャンバに流れ込んだ前記螺旋気流は、前記垂直な円柱型チャンバの周長のうち少なくとも４分の１の距離を旋回することを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
前記出口管は、前記垂直な円柱型チャンバの周長方向において前記遠心ファンの排気口と少なくとも７５度をなす点に付設されることを特徴とする請求項５に記載の湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは、前記垂直な円柱型チャンバに接続されるメインチャンバを更に含むことを特徴とする請求項５に記載の湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと凹状ルーフを含み、前記遠心ファンは、前記円柱型下部チャンバの外部に設けられるとともに前記凹状ルーフの段差面に位置し、前記出口管は、前記凹状ルーフに付設されるとともに前記遠心ファンと同程度の高さに位置することを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
前記遠心ファンは、水平又は垂直に前記凹状ルーフの前記段差面に設けられることを特徴とする請求項８に記載の湿潤空気流発生器。
前記凹状ルーフは、前記遠心ファンの排気口に接続される弧状構造と、前記弧状構造に正接する正接構造を備え、前記出口管は前記正接構造の開口に付設されることを特徴とする請求項８に記載の湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバ、第１凹状ルーフ及び第２凹状ルーフを含み、第１遠心ファンは、前記垂直な円柱型下部チャンバの外部に垂直に設けられるとともに前記第１凹状ルーフの段差面に位置し、第２遠心ファンは、前記第１凹状ルーフの外部に水平に設けられるとともに前記第２凹状ルーフの段差面に位置することを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバ、第１凹状ルーフ及び第２凹状ルーフを含み、第１遠心ファンは、前記垂直な円柱型下部チャンバの外部に水平に設けられるとともに前記第１凹状ルーフの段差面に位置し、第２遠心ファンは、前記第１凹状ルーフの外部に垂直に設けられるとともに前記第２凹状ルーフの段差面に位置することを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
前記中空の円柱チャンバは、垂直な円柱型下部チャンバと、前記垂直な円柱型下部チャンバから延伸する水平な円柱上部チャンバを含み、前記遠心ファンは、前記垂直な円柱型下部チャンバと前記水平な円柱上部チャンバにそれぞれ設けられ、前記出口管は前記水平な円柱上部チャンバに付設されることを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
少なくとも２つの遠心ファンが、前記水平な円柱上部チャンバ内に互いに水平且つ並列して設けられることを特徴とする請求項１３に記載の湿潤空気流発生器。
前記遠心ファンは円盤に固定的に付設され、前記円盤には中央孔が備わっていることを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。
前記遠心ファンはドラム状の筐体を含み、前記ドラム状の筐体の中央には羽根が設けられ、前記ドラム状の筐体は更に排気口を含み、前記排気口は、前記排気口の接線と平行か、或いは、前記接線に対して比較的小さな角度で傾斜する方向において、前記連続した湿潤空気流と前記導入気流の混合気体を放出することで、前記中空の円柱チャンバ内壁の周長方向に前記螺旋気流を形成することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の湿潤空気流発生器。
前記円盤は前記中空の円柱チャンバの内壁に固定的に付設され、前記ドラム状の筐体の羽根は前記円盤における前記中央孔の真上に位置することを特徴とする請求項１６に記載の湿潤空気流発生器。
前記遠心ファンは、水平軸に対して前記水平軸から上方又は下方に０〜８０度、好ましくは５〜７５度、より好ましくは２５〜６０度、最も好ましくは３５〜５０度傾斜していることを特徴とする請求項１７に記載の湿潤空気流発生器。
前記螺旋気流の流動角度は螺旋が上昇するほど大きくなり、前記螺旋気流が前記中空の円柱チャンバにおける最上部まで螺旋状に上昇するに伴って、前記流動角度は最小５度から最大８０度まで増加することを特徴とする請求項１８に記載の湿潤空気流発生器。
更に、前記中空の円柱チャンバの内部に位置する加熱器を含むことを特徴とする請求項１に記載の湿潤空気流発生器。