JP2019086209A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却装置への水滴の付着を防ぐ。【解決手段】送風機１０と、筐体４と、内円筒部材５と、噴霧ノズル１と、第一の吸込口６、第二の吸込口７で構成され、筐体４の下部に設けられた開口と内円筒部材５の外周部から構成された環状の第一の吹出口２と、内円筒部材５の下部に設けられた環状の第二の吹出口３を有し、噴霧ノズル１の霧吐出口を通過し内円筒部材５の中心軸を中心とする仮想円の直径よりも、第二の吹出口３の外縁の直径が小さい構成である。第一の吹出口２から吹き出された第一の吹出気流と、第二の吹出口３から吹き出された第二の吹出気流が、噴霧ノズル１から噴霧された霧を挟み込むように移動することで、霧の蒸発を促進する。未蒸発のまま大気中を浮遊する霧の水量を減らすことでき、本冷却装置への水滴の付着を防ぐことができる。【選択図】図１

Description

本発明は送風機と噴霧ノズルを備えた冷却装置に関するものである。

従来、この種の冷却装置は、噴霧ノズルから噴霧された霧を送風機から吹き出された気流によって搬送するものである。（例えば特許文献１）
図５は、特許文献１に記載された従来の冷却装置の断面図を示すものである。
図５に示すように、従来の冷却装置は、気流を発生させる送風機１０１と、気流を鉛直下方へ整流するガイドケーシング１０６と、霧を噴霧するための噴霧ノズル１０５と、噴霧ノズル１０５と送風機１０１を覆う筐体１０２を有するものである。

特開２００７−０５１８１６号公報

しかしながら、従来の構成では送風機１０１から吹き出された気流と冷却装置の吸込口１０４の下方の空間との圧力差で生じる対流によって、霧が巻き上がり筐体１０２の下面に霧が付着して水滴へと成長し、液だれを生じる課題を有していた。

加えて、外乱によって筐体１０２を横切るような気流が生じた場合も、噴霧ノズル１０５から噴霧された霧がその気流の流れに乗り筐体１０２の下面を流れるため、筐体１０２の下面に霧が付着して同様の課題が生じていた。

本発明は、従来の課題を解決するもので、霧の蒸発を促進し、その結果、未蒸発のまま大気中を浮遊する霧の水量低減し、本冷却装置への水滴の付着を防ぐことを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の冷却装置は、送風機と、筐体と、内円筒部材と、噴霧ノズルを備え、筐体の下部に設けられた開口と内円筒部材の外周部から構成された環状の第一の吹出口と、内円筒部材の下部に設けられた環状の第二の吹出口を備えられ、噴霧ノズルを通過し内円筒部材の中心軸を中心とする仮想円の直径よりも、第二の吹出口の外縁の直径が小さい構成である。

第一の吹出口から吹き出された第一の吹出気流と第二の吹出口から吹き出された第二の吹出気流との間に向かって、噴霧ノズルから霧が噴霧される。

そのため、噴霧ノズルから噴霧された霧が、第一の吹出気流および第二の吹出気流と混合することで、霧の蒸発が促進される。

本発明の冷却装置は、未蒸発のまま大気中を浮遊する霧の水量が低減し、本冷却装置への水滴を防ぐことができる。

なお、霧の蒸発が促進されることで、霧の気化熱によって空間を冷却できる。

なお、霧の蒸発が促進されることで、大気中に浮遊する霧同士の衝突を回避でき霧の滴下を防止できる。

本発明の第１の実施の形態における冷却装置の鉛直方向の断面図 本発明の第１の実施の形態における冷却装置の下面図 本発明の第２の実施の形態における冷却装置の鉛直方向の断面図 本発明の第２の実施の形態における冷却装置の下面図 特許文献１に記載された従来の冷却装置を示す図

第一の発明は、空気の流れを発生させる送風機と、下部に略円形の開口を設けた筐体と、筐体の内部空間と送風機を連通する第一の吸込口と、筐体の内部空間に設けられた略円筒状の内円筒部材と、内円筒部材に設けられ筐体の内部空間と内円筒部材を連通する第二の吸込口と、筐体の下部に設けられた開口と内円筒部材の外周部から構成された環状の第一の吹出口と、内円筒部材の下部に設けられた環状の第二の吹出口と、内円筒部材に設けられた噴霧ノズルと、噴霧ノズルの霧吐出口を通過し内円筒部材の中心軸を中心とする仮想円の直径よりも、第二の吹出口の外縁の直径が小さい構成である。

送風機から送風された空気は、第一の吹出口と第二の吸込口に分流される。

第一の吹出口に分流された空気は、筐体を通過した後に、内円筒部材の中心軸から見て噴霧ノズルよりも遠心方向側に位置する第一の吹出口から吹き出される(以下、第一の吹出気流と呼ぶ)。

第二の吸込口に分流された空気は、内円筒部材を通過した後に、噴霧ノズルよりも内円筒部材の中心軸側に位置する第二の吹出口から吹き出される(以下、第二の吹出気流と呼ぶ)。

この構成によって、第一の吹出気流と第二の吹出気流が、噴霧ノズルから噴霧された霧を挟み込むように移動することで、霧の蒸発が促進される。

未蒸発のまま大気中を浮遊する霧の水量を減らすことでき、本冷却装置への水滴の付着を防ぐことを目的とする。

なお、霧の蒸発が促進されることで、霧の気化熱によって空間を冷却できる。

なお、霧の蒸発が促進されることで、大気中に浮遊する霧同士の衝突を回避でき霧の滴下を防止できる。

第二の発明は、特に第一の発明の第二の吹出口を周方向に略均等に分割し、第二の吹出口と、隣り合う第二の吹出口とを隔て、第二の吹出口の外周縁と、外周縁より直径の小さい第二の吹出口の内周縁とを連結させる連結部材と、連結部材の第二の吹出口に面する一端と内円筒部材の中心軸とを結ぶ仮想延長線上と、この連結部材と隣り合う別の連結部材の第二の吹出口に面する一端と内円筒部材の中心軸とを結ぶ仮想延長線上と、の間に噴霧ノズルを備える。

第二の吹出口に連結部材を設けたことで、隣り合う連結部材間に構成される第二の吹出口に導かれる気流は、気流の流れ方向に対して縮流となり加速される。

加速した気流は第二の吹出口から吹き出された後に、遠方まで移動することが可能となる。

自然風が吹いた場合においても、霧を覆うように流れる第一の吹出気流と、加速した第二の吹出気流とが霧を搬送することで、霧を遠方まで保持することができ、霧の蒸発が促進される。

これによって、未蒸発のまま大気中を浮遊する霧の水量が低減し、本冷却装置への水滴を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の第１の実施の形態における冷却装置の鉛直方向の断面図、図２は本発明の第１の実施の形態における冷却装置の下面図を示すものである。

図１および図２において、本発明の冷却装置は、送風機１０と、筐体４と、内円筒部材５と、噴霧ノズル１と、第一の吸込口６と、第二の吸込口７とで構成され、筐体４の下部に設けられた開口と内円筒部材５の外周部から構成された環状の第一の吹出口２と、内円筒部材５の下部に設けられた環状の第二の吹出口３を備え、噴霧ノズル１の霧吐出口を通過し内円筒部材５の中心軸を中心とする仮想円の直径よりも、第二の吹出口３の外縁の直径が小さい構成である。

筐体４は底面２１と、底面２１と対向配置される上面２２と、底面２１と上面２２を連結する側面２３を有し、送風機１０が連結されるものである。図１および図２に示す筐体４は、中空円筒形状である。ただし、筐体４は、中空多角形形状等、他の形状であってもよい。

送風機１０は昇圧した気流を１方向へ送り出すものであり、多翼ファン、プロペラファン等であっても良い。

第一の吸込口６は、筐体４の内部空間と送風機１０を連通しており、側面２３に設けられている。これによって、送風機１０が送り出した気流の一部が筐体４の内壁面と内円筒部材５の外壁面で構成される空間を旋回する。また、筐体４の内壁面と内円筒部材５の外壁面で構成される空間に急激な曲流路がないため圧力損失が生じにくく、動圧成分を旋回流に変換しながら第一の吹出口２に導くことができる。

第二の吸込口７は、内円筒部材５に設けられ、筐体４の内部空間と内円筒部材５を連通する。これによって、送風機１０が送り出した気流の一部が、第二の吸込口７から供給され、第二の吹出口３に導くことができる。

噴霧ノズル１は霧を噴霧するためのノズルである。ここで、各噴霧ノズル群に属する噴霧ノズル１は、内円筒部材５の周方向に所定の間隔を空けて設けられている。噴霧ノズル１の形状は、円形であってもよいし、矩形であってもよいし、その他の形状であってもよい。

なお、霧の平均粒径は２０μｍ以下であることが望ましい。これによって、２０μｍ以下の霧が大気中で蒸発することで、通行者の服や、路面等の周囲を濡らすことなく、蒸散効果により周囲の空気を効果的に冷却することができる。

また、本発明の冷却装置は、図示しない気温検知部、湿度検知部、水量制御部をさらに有する。

気温検知部は、気温を検知する温度センサである。

湿度検知部は、湿度を検知する湿度センサである。

水量制御部は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、不揮発性メモリや揮発性メモリなどの記憶装置により構成され、ＣＰＵが記憶装置から制御プログラムを読み出して実行し、噴霧ノズル１に供給する水の流量を制御する装置である。

水量制御部は、気温検知部により検知された気温、および、湿度検知部により検知された湿度に基づいて、水の流量を制御して、噴霧ノズル１に霧の噴霧を断続的に実行させる。

以上のように、構成された冷却装置において、以下にその動作、作用を示す。

送風機１０から送風された空気は、第一の吹出口２と第二の吸込口７に分流される。

第一の吹出口２に分流された空気は、筐体４を通過した後に、内円筒部材５の中心軸から見て噴霧ノズル１よりも遠心方向側に位置する第一の吹出口２から吹き出される(以下、第一の吹出気流と呼ぶ)。

第二の吸込口７に分流された空気は、内円筒部材５を通過した後に、噴霧ノズル１よりも内円筒部材５の中心軸側に位置する第二の吹出口３から吹き出される(以下、第二の吹出気流と呼ぶ)。

この構成によって、第一の吹出気流と第二の吹出気流が、噴霧ノズル１から噴霧された霧を挟み込むように移動することで、霧の蒸発を促進する。

未蒸発のまま大気中を浮遊する霧の水量を減らすことでき、本冷却装置への水滴の付着を防ぐことができる。

なお、霧が蒸発促進されることで、霧の気化熱によって空間を冷却できる。

なお、霧が蒸発促進されることで、大気中に浮遊する霧同士の衝突を回避でき霧の滴下を防止できる。

＜実施の形態２＞
図３は本発明の第２の実施の形態における冷却装置の鉛直方向の断面図、図４は本発明の第２の実施の形態における冷却装置の下面図を示すものである。

図３および図４において、第二の吹出口３を周方向に略均等に分割し、第二の吹出口３と、隣り合う第二の吹出口３とを隔て、第二の吹出口３の外周縁と、外周縁より直径の小さい第二の吹出口３の内周縁とを連結させる連結部材１１と、連結部材１１の第二の吹出口３に面する一端と内円筒部材５の中心軸とを結ぶ仮想延長線上と、連結部材１１と隣り合う他の連結部材１１の第二の吹出口３に面する一端と内円筒部材５の中心軸とを結ぶ仮想延長線上と、の間に噴霧ノズル１を備える。

第二の吹出口３に連結部材１１を設けたことで、連結部材１１と隣り合う他の連結部材１１とで構成される第二の吹出口３に導かれる気流は、気流の流れ方向に対して縮流となり加速される。

加速した気流は第二の吹出口３から吹き出された後に、遠方まで移動することが可能となる。

自然風が吹いた場合においても、霧を覆うように流れる第一の吹出気流と、加速した第二の吹出気流とが霧を搬送することで、霧を遠方まで保持することができ、霧の蒸発が促進される。

これによって、未蒸発のまま大気中を浮遊する霧の水量が低減し、本冷却装置への水滴の付着を防ぐことができる。

なお、図４において、第二の吹出口３に対して、噴霧ノズル１が対になっているが、噴霧ノズル１は２つ以上設けても良い。

これによって、霧の蒸発する量が増加するため、気温の低下量が増す。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

以上のように、本発明にかかる冷却装置は、水滴を防ぐことができるため、空気調和機の室内機などの用途にも適用できる。

１ 噴霧ノズル
２ 第一の吹出口
３ 第二の吹出口
４ 筐体
５ 内円筒部材
６ 第一の吸込口
７ 第二の吸込口
１０ 送風機
１１ 連結部材
２１ 底面
２２ 上面
２３ 側面

Claims (2)

1. 空気の流れを発生させる送風機と、
   下部に略円形の開口を設けた筐体と、
   前記筐体と前記送風機を連通する第一の吸込口と、
   前記筐体の内部空間に設けられ、前記開口の内部に略同心円上に配置された略円筒状の内円筒部材と、
   前記内円筒部材に設けられ、前記筐体と前記内円筒部材を連通する第二の吸込口と、
   前記開口と前記内円筒部材の外周面で形成された環状の第一の吹出口と、
   前記内円筒部材の下部に設けられた環状の第二の吹出口と、
   前記内円筒部材に設けられた噴霧ノズルとを備え、
   前記噴霧ノズルは、前記第二の吹出口の外周縁と、前記第一の吹出口の内周縁の間に設けられたことを特徴とする、冷却装置。
2. 前記第二の吹出口は周方向に少なくとも２つ以上の扇形吹出口に分割され、
   前記扇形吹出口の周方向の端部に設置し、前記外周縁と前記第二の吹出口の内周縁とを接続する一対の連結部材をさらに備え、
   前記噴霧ノズルは、前記第二の吹出口の略中心から前記一対の連結部材の片方に引いた第一の仮想線と、前記第二の吹出口の略中心から前記一対の連結部材の他方に引いた第二の仮想線との間に設置することを特徴とした請求項１に記載の冷却装置。