JP2023000764A - 渦輪発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の渦輪発生装置に後付けで、吐出部内の気流の乱れを抑制し、かつ吐出部における噴流速度を上げることにより、渦輪の到達距離を延長可能とする渦輪発生装置を提供する。【解決手段】渦輪発生装置１００は、筒部２１０内の空気室容積を変化させる容積可変部２１２と渦輪を放出する吐出部２１１の間に、整流部２１８を有する。整流部２１８内で乱れた空気の流れが一定方向に整えられ、吐出部２１１に供給される気流のバラツキが小さくなる。さらに、整流部２１８で流路が絞られ、吐出部２１１に供給される流体の流速が増加する。この結果、吐出部２１１内における流体の旋回成分が強まり、かつ噴流速度が上昇し、渦輪の到達距離が延長する。【選択図】図２

Description

本発明は、人又は空間に対し渦輪を送り出し、この渦輪に映像を投影することで空間演出を実現する渦輪発生装置に関するものである。

渦輪は、内部にミスト又はスモーク、又は、香り成分などの微粒子を閉じ込め、特定の場所に搬送する手段として利用される技術である。ミスト又はスモークなどの微粒子は可視光を散乱させるため、これらの微粒子を渦輪に取り込み、この渦輪に映像を投影することで、あたかも空中を移動する飛び出すディスプレイを作ることができる。渦輪の移動に映像を追従させることで、従来に無い空間演出が可能となる。

しかしながら、渦輪は、風などの外乱又は渦輪が放出される吐出部内の気流の乱れに影響を受けやすいという性質を有しており、渦輪が真っ直ぐ飛ばない、到達距離が短いなどの課題がある。そのため、渦輪を形成する渦流の乱れを抑制し、かつより遠方まで到達する渦輪を発生することのできる渦輪発生装置が望まれている。

従来の渦輪発生装置は、吐出部から短時間に一定量の流体を噴出することで、渦輪を発生しているものがある（例えば、特許文献１参照。）。図９は、特許文献１に記載された従来の渦輪発生装置を示す図である。図９において、渦輪発生装置１は、筒部１０、吐出口１２、ピストン２０、貫通口２２、第１弁２６から構成されている。この装置１は、ピストン２０が吐出口１２から離れる方向に移動する場合に、ピストン２０に備えられている第１弁２６が開き、貫通口２２から吐出口１２内に気体が流入する。そのため、外部から吐出口１２に気体が流入せず、渦輪を形成する渦流と逆回転の渦流が発生しなくなり、筒部１０内の気流の乱れを抑制することができる。

特開２０１８－１１５８３８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、渦輪を形成する渦流と逆回転の渦流の発生を抑制することが主体であるため、吐出口における流体の噴流速度を上げることができず、渦輪を遠方まで飛ばすことができない。従来の装置で渦輪の到達距離を延長しようとする場合、装置サイズを拡大する、もしくは装置サイズを拡大せずに渦輪の吐出口を縮小して噴流速度を上げる手法が考えられる。前者は渦輪の到達距離に応じた装置製作が必要になり、後者は生成する渦輪が小さくなるため、映像を投影する面積も限定され、迫力に乏しい演出となる。

本発明は、吐出部内の気流の乱れを抑制し、かつ吐出部における流体の噴流速度を上げることにより、渦輪の到達距離を延長可能とする渦輪発生装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる渦輪発生装置は、
吐出部から搬送流体を含む空気の渦輪を発生させる渦輪発生装置であって、
前記吐出部を有する筒部と、
前記筒部内の容積可変部を移動させて空気室容積を変化させる容積可変装置と、
前記筒部内の前記容積可変部と前記吐出部との間に位置して、前記筒部の中心軸方向に平行な流路を複数有する整流部と、を備え、
前記吐出部の吐出口の開口面積は、前記筒部の中心軸方向に垂直な前記容積可変部の断面積よりも小さく、
前記整流部の外径は、前記筒部の内径と等しい。

本発明の前記態様に係る渦輪発生装置は、容積可変部と吐出部との間に設置した整流部によって、吐出部内の気流の乱れを抑制することが可能となる。また、整流部に設けた貫通口により筒部内の流体を絞り、吐出部における流体の噴流速度を上げることができる。この結果、渦輪の到達距離を延長させることを可能とする。

本発明の実施の形態１における渦輪をディスプレイとした空間演出の全体構成図 本発明の実施の形態１における渦輪発生装置の全体構成を示した断面図 本発明の実施の形態１における整流部の前方視形状を示した筒部内断面図 本発明の実施の形態１における容積可変部の駆動速度に対する渦輪到達距離の関係を示した図 本発明の実施の形態２における渦輪発生装置の全体構成を示した断面図 本発明の実施の形態２における整流部の前方視形状を示した筒部内断面図 本発明の実施の形態２における遮蔽面積（ａ２）／筒部断面積（ａ１）に対する渦輪到達距離の関係を示した図 本発明の実施の形態３における渦輪発生装置の全体構成を示した断面図 特許文献１に記載された従来の渦輪発生装置の内部構成を示した断面図

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる渦輪発生装置１００における渦輪Ｖをディスプレイとした空間演出の全体構成図である。図１において、渦輪発生装置１００は、ミスト又はスモークなどの微粒子を含んだ、空気などの気体の渦輪Ｖを放出し、映像投影機器１１０から渦輪Ｖに映像を投影することにより、観客１１１に対して渦輪Ｖをディスプレイとした空間演出を実現するものである。

渦輪発生装置１００は、観客１１１に対向するように、観客１１１に向けて渦輪Ｖを放出可能な位置に配置されており、映像投影機器１１０は渦輪Ｖに映像を投影可能な位置に配置されている。この渦輪Ｖは、内部にミスト又はスモークなどの微粒子を含有したまま、渦輪発生装置１００から、渦輪発生装置１００と観客１１１とを結ぶ放出軸方向に直進する。そして、渦輪Ｖが観客１１１に接触すると、渦輪Ｖの形状が崩壊するとともに、渦輪Ｖに含有されている微粒子が自由空間に拡散する。渦輪Ｖの到達距離がＡ地点の場合、Ａ地点の観客１１１に対してのみ渦輪Ｖをディスプレイとした空間演出を実現することができる。しかし、渦輪ＶがＣ地点まで到達する場合、渦輪Ｖの軌跡上のＡ地点、Ｂ地点、Ｃ地点それぞれの位置で、映像投影機器１１０によりそれぞれ空間演出を実現することが可能となる。

なお、本実施の形態１における渦輪Ｖは、ある空間に貯められた流体、即ち搬送流体が、その空間の体積変化により渦輪発生装置１００の後述する吐出部２１１から押し出され、吐出部内で生じた流体の速度差が、強いせん断力を生み出し、これに起因して巻き上がった流体の渦群により形成された環状の流体の塊のことをいう。

（装置構成）
渦輪発生装置１００の装置構成について、図２または図３を参照して説明する。渦輪発生装置１００は、吐出部２１１を有する筒部２１０と、筒部２１０内の空気室容積を変化させる容積可変手段（容積可変部）２１２と、筒部２１０内の容積可変部２１２と吐出部２１１との間に位置して、筒部２１０の中心軸方向に平行な流路を複数有する整流部２１８とを備えている。

渦輪発生装置１００の筒部２１０は、円筒形状に形成されており、その前面部２２０には円形漏斗状の吐出部２１１が形成されている。すなわち、吐出部２１１は、吐出部２１１の後端側に軸方向に垂直な断面の断面積が、吐出部２１１の先端側に向かって漸減する部分を有し、かつ吐出部２１１の先端側に軸方向に垂直な断面の断面積が一定である部分（先端筒部）２１１ｂを有する。吐出部２１１の吐出口２１１ａの開口面積は、筒部２１０の中心軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さく構成されている。よって、筒部２１０の中心軸方向に垂直な吐出部２１１の開口面積は、吐出部２１１の後端側から先端に向かうにつれて徐々に小さくなる。背面部２１６には、円板状の底部である背面部２１６が固定されている。吐出部２１１の吐出口２１１ａの開口面積は、筒部２１０の中心軸方向に垂直な容積可変部２１２の断面積よりも小さく構成している。

筒部２１０の内部には、筒部２１０内の空間を前後に分割する容積可変部２１２が前後方向に摺動可能に配置されており、吐出部２１１側の空間を容積可変部前面空間２２２とし、背面部２１６側の空間を容積可変部背面空間２２７とする。容積可変部２１２は、例えば、筒部２１０の内周面との間をＯリングなどの円環状のシール部材２１２ｇでシールしながら筒部２１０内を摺動するピストンが採用されるが、必ずしもピストンに限定されるものではない。

容積可変部２１２を軸方向の前後に進退移動させる容積可変装置２７２は以下のような構成となっている。すなわち、容積可変部２１２は、その中心部が軸部２１３と連結しており、筒部２１０の内面を筒部２１０の中心軸方向に摺動する。軸部２１３は、背面部２１６を貫通した軸受部２１４を介して駆動部２１５と連結している。駆動部２１５は、制御手段２５０からの駆動信号に基づいて軸部２１３で連結されている容積可変部２１２を摺動させる。駆動部２１５は、例えば、モーターを駆動源とした、ボールねじ機構、クランク機構、又はカム機構など、容積可変部２１２を筒部２１０の中心軸方向に沿って直線的に進退運動させる方法があるが、これに限定されるものではない。

容積可変部２１２の外径は筒部２１０の内径とほぼ同じである。

容積可変部２１２には、中心軸から偏心した位置に、筒部２１０の中心軸方向に貫通する円形の第１貫通口２２３が１つ形成されている。搬送流体は、容積可変部背面空間２２７から第１貫通口２２３を通過して容積可変部前面空間２２２に供給される。第１貫通口２２３の数は複数であってもよく、また容積可変部２１２上であれば、位置又は形状は限定されない。

容積可変部２１２は、容積可変部前面空間２２２を広げつつ容積可変部背面空間２２７を狭くなるように後方向に摺動する場合に第１貫通口２２３を開く一方で、容積可変部前面空間２２２を狭くしつつ容積可変部背面空間２２７を広げるように前方向に摺動する場合に第１貫通口２２３を閉じる第１弁２２４を備える。第１弁２２４は、容積可変部２１２が容積可変部前面空間２２２を狭くしつつ前方向に摺動する場合に、搬送流体が第１貫通口２２３を通過するのを防止する形状であれば、円形、楕円形、又は、多角形など限定されるものではない。

背面部２１６には、中心軸から偏心した位置に、筒部２１０の中心軸方向に貫通し、搬送流体を筒部２１０内に吸入する円形の第２貫通口２２５が１つ形成されている。第２貫通口２２５の数は複数であってもよく、また背面部２１６上であれば、位置又は形状に限定されない。背面部２１６は、容積可変部２１２が、容積可変部前面空間２２２を狭くしつつ容積可変部背面空間２２７を広げるように前方向に摺動する場合に第２貫通口２２５を開く一方で、容積可変部前面空間２２２を広げつつ容積可変部背面空間２２７を狭くなるように後方向に摺動する場合に第２貫通口２２５を閉じる第２弁２２６を備える。

また、筒部２１０内には、容積可変部前面空間２２２を軸方向の前後に２分割するように整流部２１８が形成されており、整流部２１８の吐出部２１１側の空間を、渦輪Ｖが生成される渦輪生成空間２２１としている。図３に示すように、この整流部２１８は、容積可変部前面空間２２２から渦輪生成空間２２１に搬送流体が軸方向沿いに通過できるよう、筒部２１０の中心軸と平行な流路として第３貫通口２３０が複数、例えば多数、形成されている。第３貫通口２３０は、例えば円形状又はハニカム形状が用いられるが、第３貫通口２３０内を通過する乱れた空気の流れを一定方向に整えることができれば、その形状は問わない。これら第３貫通口２３０の合計面積は、筒部２１０の断面積よりも小さくなるように（すなわち、「第３貫通口２３０の合計面積／筒部２１０の断面積」が１未満となるように）設定されている。なお、整流部２１８の外径は、筒部２１０の内径と同じである。

渦輪発生装置１００は、搬送流体貯留手段２５２に充填されたミスト又はスモークなどの微粒子を含有する搬送流体を、連結部２５１と第２貫通口２２５とを介して容積可変部背面空間２２７に受給可能とされている。搬送流体貯留手段２５２は、水又は芳香剤を含む液体などで構成されるミストの微粒子又はスモークなどの微粒子を含有する流体を貯留封入する容器あるいはタンクによって構成されている。連結部２５１は、チューブ、パイプ、又はダクト等、内部で流体の移動が可能であれば、その構成は問わない。

制御手段２５０は、駆動部２１５と、搬送流体供給手段２５３との制御を行う。制御手段２５０からの駆動信号に基づいて、駆動部２１５は、軸部２１３で連結されている容積可変部２１２を摺動させる。また、制御手段２５０からの駆動信号に基づいて、搬送流体供給手段２５３から渦輪発生装置１００内に搬送流体を供給するタイミングを制御する。よって、制御手段２５０により、容積可変部２１２の摺動による渦輪を発生させるタイミングと渦輪発生装置１００内に搬送流体を供給するタイミングとを制御することで、特定の搬送流体を含有する渦輪を連続して放出することが可能となる。

（動作についての説明）
本実施の形態１の構成に基づく動作について説明する。

渦輪発生装置１００において、駆動部２１５の駆動により容積可変部２１２が容積可変部前面空間２２２を広げつつ容積可変部背面空間２２７を狭くなるように後方向に移動する場合、容積可変部背面空間２２７の内圧が外部空間の大気圧よりも大きくなる。そのため、背面部２１６に備えられている第２弁２２６が閉じ、容積可変部２１２に備えられている第１弁２２４が開く。そして、容積可変部背面空間２２７に充填されていた搬送流体が第１貫通口２２３を通過して容積可変部前面空間２２２に流れ込む。その結果、容積可変部前面空間２２２における流体の移動は、容積可変部背面空間２２７から容積可変部前面空間２２２に供給された流体が主となり、吐出部２１１から容積可変部前面空間２２２への気体の流入を抑制することができる。

一方で、駆動部２１５の駆動により容積可変部２１２が容積可変部前面空間２２２を狭くしつつ容積可変部背面空間２２７を広げるように前方向に移動する場合、容積可変部背面空間２２７の内圧が外部空間の大気圧よりも小さくなる。そのため、第１弁２２４が閉まり、第２弁２２６が開く。そして、容積可変部背面空間２２７に連結部２５１と第２貫通口２２５とを介して搬送流体貯留手段２５２より搬送流体が供給される。また、容積可変部２１２に押し出される容積可変部前面空間２２２の搬送流体は、整流部２１８に備えられている第３貫通口２３０を通過して渦輪生成空間２２１に移動する。このとき、第３貫通口２３０内の第１気流２３１は、容積可変部前面空間２２２での乱れた空気の流れが一定方向に整えられるため、渦輪生成空間２２１に供給される気流のバラツキが小さくなる。また、第３貫通口２３０で筒部２１０内の流体が絞られるため、吐出部２１１における流体の噴流速度が上昇する。

整流部２１８に備えられている第３貫通口２３０は、外周部と中央部のそれぞれで、円周方向に均等に貫通口を配置している。そのため、吐出部２１１内の第２気流２３２は円周方向の速度が均等になり、中央部の第３気流２３３の気流の乱れも抑制される。このようにして、吐出部２１１内では、中央部の第３気流２３３が、吐出部２１１内の外周縁部付近にある静止した流体との間に強いせん断力を生じさせる。これに起因して巻き上がった流体の渦群により渦輪Ｖが吐出部２１１から吹き出される。

（効果・実験データ）
図４は、容積可変部２１２の駆動速度に対する渦輪Ｖの到達距離を示したグラフである。図４中の（Ａ）の白丸のグラフは、渦輪発生装置１００において筒部２１０内に整流部２１８を設けた構成における渦輪Ｖの到達距離を示す。図４中の（Ｂ）の黒丸のグラフは、筒部２１０内に整流部２１８を設けない構成における渦輪Ｖの到達距離を示す。本実施の形態１において、（Ａ）のグラフで用いた渦輪発生装置１００と（Ｂ）のグラフで用いた渦輪発生装置は、整流部２１８の有無以外、装置構成及び装置の駆動条件が同一である。図４に示すように、渦輪発生装置１００の筒部２１０内に整流部２１８を備える（Ａ）は、整流部を備えていない（Ｂ）に対して渦輪Ｖの到達距離が長くなっている。なお、本実施の形態１では、（Ａ）は（Ｂ）に対して最大で約１．７倍の到達距離を示す。

本実施形態１の渦輪発生装置１００では、ミスト又はスモークなどの微粒子を渦輪Ｖに含ませるようにしている。そのため、渦輪Ｖの到達距離が長いほど、映像を渦輪Ｖに投影できる距離が長くなる。さらに、既存装置の筒部内に後付けで、整流部２１８を追加できる構成としているため、装置構成の簡略化を図ることができる。

本実施形態１によれば、容積可変部２１２と吐出部２１１との間に設置した整流部２１８によって、吐出部２１１内の気流の乱れを抑制することが可能となる。また、整流部２１８に設けた第３貫通口２８０により筒部２１０内の流体を絞り、吐出部２１１における流体の噴流速度を上げることができる。この結果、渦輪Ｖの到達距離を延長させることを可能とする。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る渦輪発生装置１００Ｂについては図５、図６、図７を参照して説明する。なお、実施の形態１と同一の部分については重複する説明を省略し、相違点のみを説明する。本実施の形態２では、渦輪発生装置１００Ｂにおいて、容積可変部前面空間２２２の空気を渦輪生成空間２２１に流入させるための構成が、実施の形態１と相違している。

（装置構成）
図５は、本発明の実施の形態２における渦輪発生装置１００Ｂの全体構成を示した断面図である。渦輪発生装置１００Ｂは、筒部２１０内に、整流部２１８Ｂの中央部を覆って遮蔽するように、貫通口の無い円板状の遮蔽部２１７が整流部２１８Ｂの中央部に形成されている。図６に示すように、遮蔽部２１７は円盤状で、その外径が整流部２１８の外径よりも小さく、かつ軸部２１３の外径よりも大きく、筒部２１０の中心軸方向と垂直に配置されている。遮蔽部２１７は、筒部２１０の外周縁部のみで、容積可変部前面空間２２２から渦輪生成空間２２１へ搬送流体が通過しかつ筒部２１０の外周縁部以外の中央部では搬送流体が通過しないように、整流部２１８の流路を限定するものである。そのため、遮蔽部２１７は、整流部２１８と同一断面上でなくても、側面が整流部２１８と接していれば、整流部２１８の渦輪生成空間２２１側、あるいは容積可変部前面空間２２２側に配置してもよい。

（動作についての説明）
本実施の形態２の構成に基づく動作について説明する。容積可変部２１２により押し出される容積可変部前面空間２２２の搬送流体は、整流部２１８に備えられている第３貫通口２３０を通過して渦輪生成空間２２１に移動する。このとき、第３貫通口２３０内の第１気流２３１は、乱れた空気の流れが一定方向に整えられるため、渦輪生成空間２２１に供給される気流のバラツキが小さくなる。さらに、整流部２１８は中央部を遮蔽部２１７で覆われているため、容積可変部前面空間２２２から押し出された搬送流体の流路は、整流部２１８の外周縁部に限定される。そのため、従来の構成よりも渦輪生成空間２２１に供給される気体の流速は増加する。このようにして、渦輪生成空間２２１に供給された搬送流体は、その外周縁部の第２気流２３２よりも中央部の第３気流２３３が特に速く、吐出部２１１内の外周縁部付近にある静止した流体との間に強いせん断力を生じさせる。これに起因して巻き上がった流体の渦群により渦輪Ｖが吹き出される。

（効果）
図７は、渦輪発生装置１００Ｂの筒部断面積（ａ１）と遮蔽部２１７による遮蔽面積（ａ２）との比（ａ２／ａ１）に対する渦輪Ｖの到達距離を示したグラフである。

図７中（Ｃ）のグラフは、筒部２１０内に整流部２１８及び遮蔽部２１７を設けた構成における渦輪Ｖの到達距離を示し、図７中（Ｄ）のグラフは、渦輪発生装置１００Ｂの筒部２１０内に遮蔽部２１７を設け、整流部を設けない構成における渦輪の到達距離を示す。本実施の形態２において、（Ｃ）のグラフで用いた渦輪発生装置１００Ｂと（Ｄ）のグラフで用いた渦輪発生装置は、整流部２１８の有無以外、装置構成及び装置の駆動条件が同一である。図７中（Ｅ）は従来の構成、即ち遮蔽部と整流部を備えていない渦輪発生装置から生じた渦輪の到達距離を示す。

整流部２１８と遮蔽部２１７とを備える（Ｃ）は、整流部を備えていない（Ｄ）に対して渦輪Ｖの到達距離が延長する。ここで、（ａ２／ａ１）が０．２以上でかつ０．６以下の場合、（Ｃ）は（Ｅ）に対して渦輪Ｖの到達距離が倍以上に延長する。

本実施の形態２では、筒部２１０内に整流部２１８と遮蔽部２１７とを設けることで、吐出部２１１内における流体の旋回成分が強まり、かつ噴流速度が上がる。その結果、渦輪Ｖの到達距離を延長することができる。そして、筒部断面積（ａ１）と遮蔽面積（ａ２）との比（ａ２／ａ１）を、０．２≦（ａ２／ａ１）≦０．６の範囲に定めることで、渦輪Ｖの到達距離が倍以上に延長できる。

本実施の形態２の渦輪発生装置１００Ｂでは、ミスト又はスモークなどの微粒子を渦輪Ｖに含ませるようにしている。そのため、渦輪Ｖの到達距離が長いほど、映像を投影できる距離が長くなる。さらに、既存装置の筒部内に後付けで、遮蔽部２１７と整流部２１８とを形成できる構成としているため、装置構成の簡略化を図ることができる。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３に係る渦輪発生装置１００Ｃについては図８を参照して説明する。なお、実施の形態３では、実施の形態２と同一の部分については重複する説明を省略し、相違点のみを説明する。本実施の形態３では、渦輪発生装置１００Ｃにおいて、容積可変部２１２の構成と、搬送流体貯留手段２５２から筒部２１０内に搬送流体を供給する構成が、実施の形態２と相違している。

（装置構成）
図８は、本実施の形態３に係る渦輪発生装置１００Ｃの構成を説明する図である。筒部２１０の内部に、容積可変部前面空間２２２を圧縮するための容積可変部２１２Ｃが配置されている。駆動部２１５は、制御手段２５０からの駆動信号に基づいて、容積可変部２１２Ｃの例えば弾性板を例えば仮想線２１２Ａの状態になるよう間欠的に駆動させる。駆動部２１５は、例えば、モーターを駆動源としたボールねじ機構、クランク機構、又はカム機構などがあるが、これに限定されるものではない。

また、容積可変部前面空間２２２の筒部２１０の側面には、第４貫通口２４０が形成されている。第４貫通口２４０は、搬送流体貯留手段２５２に充填された搬送流体が、搬送流体供給手段２５３によって連結部２５１とバルブ２５４とを介して容積可変部前面空間２２２に供給されるよう構成されている。搬送流体供給手段２５３は、例えば搬送ポンプ又は送風ファンなどがあるが、これに限定されるものではない。

（動作についての説明）
本実施の形態３の構成に基づく動作について説明する。渦輪発生装置１００Ｃにおいて、駆動部２１５は、制御手段２５０からの駆動信号に基づいて、容積可変部２１２Ｃを例えば仮想線２１２Ａの状態になるよう間欠的に駆動させる。そして、容積可変部２１２Ｃが仮想線２１２Ａの状態に変位する際、容積可変部前面空間２２２が縮小する。容積可変部２１２Ｃに押し出される容積可変部前面空間２２２の搬送流体は、整流部２１８に備えられている第３貫通口２３０を通過して渦輪生成空間２２１に移動する。

制御手段２５０は、駆動部２１５、バルブ２５４、及び搬送流体供給手段２５３の制御を行う。バルブ２５４を開くタイミングで搬送流体供給手段２５３を作動させて、第４貫通口２４０より容積可変部前面空間２２２に搬送流体を供給する。そして、バルブ２５４が閉じたタイミングで駆動部２１５を作動させ、容積可変部前面空間２２２に充填された搬送流体が渦輪生成空間２２１に流れ込むようにする。従って、制御手段２５０により、渦輪Ｖを発生させるタイミングと渦輪発生装置１００Ｃ内に搬送流体を供給するタイミングとを制御することで、特定の搬送流体を含有する渦輪Ｖを連続して放出することが可能となる。

（効果）
容積可変部２１２Ｃが仮想線２１２Ａの状態に変位する際、整流部２１８の第３貫通口２３０内の第１気流２３１は、乱れた空気の流れが一定方向に整えられるため、容積可変部前面空間２２２から渦輪生成空間２２１に供給される気流のバラツキが小さくなる。さらに、整流部２１８は中央部を遮蔽部２１７で覆われているため、容積可変部前面空間２２２から押し出された搬送流体の流路は整流部２１８の外周縁部に限定される。そのため、従来の構成よりも渦輪生成空間２２１に供給される気体の流速は増加する。本実施の形態３では、筒部２１０内に整流部２１８と遮蔽部２１７とを設けることで、吐出部２１１内における流体の旋回成分が強まり、かつ噴流速度が上がる。その結果、渦輪Ｖの到達距離を延長することができる。

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

本発明の前記態様にかかる渦輪発生装置は、吐出部内の気流の乱れを抑制し、かつ噴流速度を上げることにより、遠くまで崩壊しない渦輪を生成することを可能とする。そのため、ディスプレイとして新たな空間演出を創出するだけでなく、スポット送風を行う散水装置又は、空調設備等の用途にも適用できる。

１００、１００Ｂ、１００Ｃ 渦輪発生装置
１１０ 映像投影機器
１１１ 観客
２１０ 筒部
２１１ 吐出部
２１１ａ 吐出口
２１１ｂ 先端筒部
２１２、２１２Ｃ 容積可変部
２１２Ａ 仮想線
２１２ｇ シール部材
２１３ 軸部
２１４ 軸受部
２１５ 駆動部
２１６ 背面部
２１７ 遮蔽部
２１８ 整流部
２２０ 前面部
２２１ 渦輪生成空間
２２２ 容積可変部前面空間
２２３ 第１貫通口
２２４ 第１弁
２２５ 第２貫通口
２２６ 第２弁
２２７ 容積可変部背面空間
２３０ 第３貫通口
２３１ 第１気流
２３２ 第２気流
２３３ 第３気流
２４０ 第４貫通口
２５０ 制御手段
２５１ 連結部
２５２ 搬送流体貯留手段
２５３ 搬送流体供給手段
２５４ バルブ
Ｖ 渦輪

Claims (4)

1. 吐出部から搬送流体を含む空気の渦輪を発生させる渦輪発生装置であって、
   前記吐出部を有する筒部と、
   前記筒部内の容積可変部を移動させて空気室容積を変化させる容積可変装置と、
   前記筒部内の前記容積可変部と前記吐出部との間に位置して、前記筒部の中心軸方向に平行な流路を複数有する整流部と、を備え、
   前記吐出部の吐出口の開口面積は、前記筒部の前記中心軸方向に垂直な前記容積可変部の断面積よりも小さく、
   前記整流部の外径は、前記筒部の内径と等しい、
   渦輪発生装置。
2. 前記整流部の中央部を遮蔽する遮蔽部を備え、
   前記遮蔽部は円盤状で、外径が前記整流部の外径よりも小さい、
   請求項１に記載の渦輪発生装置。
3. 前記筒部の前記中心軸方向に垂直な前記筒部の断面積（ａ１）に対する前記遮蔽部における遮蔽面積（ａ２）の比（ａ２／ａ１）が、０．２～０．６である、
   請求項２に記載の渦輪発生装置。
4. 前記吐出部は、前記吐出部の後端側に軸方向に垂直な断面の断面積が、前記吐出部の先端側に向かって漸減する部分を有し、かつ前記吐出部の先端側に前記軸方向に垂直な断面の断面積が一定である部分を有し、
   前記吐出部の前記吐出口の前記開口面積は、前記筒部の前記中心軸方向に垂直な断面の断面積よりも小さい、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の渦輪発生装置。

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