JP3675203B2

JP3675203B2 - Fluid transport device, humidifier using the fluid transport device, air conditioner, air condition system

Info

Publication number: JP3675203B2
Application number: JP35422298A
Authority: JP
Inventors: 丈治大島; 信正天笠; 秀行池田; 悟古藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2018-12-14
Also published as: JP2000176339A

Description

【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は流体の搬送に関するもので、例えば水を霧化して室内に搬送し飛散させることにより湿度を調整する装置、この技術を用いた空気調和装置、空気調和システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より加湿装置には、超音波或いは加熱によって生成された水蒸気をスリット或いは円形のノズルから連続的に噴き出す加湿装置が考案されていた。例えば図２５は実用新案公開６１−６１２６号に記載されたスリット状の噴き出し口から水蒸気を吐出させるよう構成された従来の加湿装置を示す概念図である。図において１００は加湿器本体、１０１は加湿器本体１００と着脱自在な吹出しノズルであり、加湿器本体１００に内蔵する霧化槽（図示せず）と連通し、しかも回転可能なダクト部１０２と、このダクト部１０２の端部の吐出ノズル口１０３より形成され、吐出ノズル口１０３は斜め上方へ向くように設けられている。この吹出しノズル１０１の近傍、即ち加湿器本体１００の上面１０４に前記吐出ノズル口１０３に向けて光源１０５を設けたものである。
【０００３】
上記構成において、加湿器本体１００内部に設けられた送風機（図示せず）によって送り出された風は、連続的に霧化槽に流入する。流入した風は、霧化槽内において超音波振動子（図示せず）により発生する水柱に当たり、これが霧を含んだ加湿空気となり、霧化槽に連通するよう設けられた吹出しノズル１０１から外部空間に向かって飛散（以下噴出、吐出、吹出しなどという場合もあるが同じ意味である）され、室内を加湿する。また、水蒸気を飛散させる方向は、吹出しノズル１０１を回転させることにより調整することができる。この場合、光源１０５の光によって吹出しノズル１０１から飛散する水蒸気が照らされると乱反射現象が生じ、この飛散状態を見て加湿状態を視覚的に把握することができる。同様な技術として特開平８−９４１３２号公報に開示される超音波振動子によって発生させた空気と水分の混合体である霧を空気送りファンにより吹き出す構成がある。さらに実願昭５４−１８１０３２号（実開昭５６−９６２２４号公報）のマイクロフィルムに開示された技術は暖房機機内に内蔵する加湿器であって、タンク内の水を発熱体で蒸発させ、この蒸気を吹出し口から装置の外へ吐出して周囲を加湿するものである。
【０００４】
このような加湿装置は吹出しノズルから吹き出させる水蒸気が、低速噴流となって吹出し口近傍の室内に拡散してしまい、部屋の隅々にまで届き難い。
一方、遠方まで気体を搬送する手段として特開平７−３３２７５０号公報に開示された気体搬送装置を図２８に、また、搬送される気体の形状例を図２７に示す。
図２８、Ｅの装置は暖気や冷気を図２７に示す渦輪Ｒの形で遠方まで送ろうとするもので、渦輪Ｒが安定した形状を保っている間は周囲の空気に混合してしまうことがない特性を利用したものである。
【０００５】
図２７の渦輪Ｒは噴出し方向（図示矢印）に直交する面内に生じる環状であって、且つ、その環状形成気体（即ち、吐出した被搬送気体）が渦流状に回転するものであり、その回転向きは環状形状の内側から吐出先方向周りで環状形状の外側に至り、続いて環状形状の外側から吐出方向の逆方向に戻り環状形状の内側へと戻るものである。
図２８は図２７の渦輪による気体搬送を適用したスポットクーリング、又はスポットヒーティングを示し、暖気又は冷気あるいはミストの混合した渦輪状気体とし、且つ、在人箇所である被冷暖房箇所を目標箇所として、噴出し装置２００の噴出し口２０１から渦輪Ｒの状態で繰り返し送出することにより、到達渦輪Ｒをもって在人域Ｍを局所的に冷暖房する。
【０００６】
なお、このスポット冷暖房において、人員の移動を適当な検出手段により検出し、吹出し装置２００からの渦輪Ｒの吐出し向きを常に在人箇所向きとするように、吹出し装置２００の吐出し向きを自動変更するものである。
このような装置では、渦輪でさえあればどんなものでも良いというわけではなく、渦輪が安定して遠方まで届くためには特定の渦輪生成条件が必要であり、この条件を満たさない渦輪では、装置近傍で渦輪同士が干渉し合って、すぐに形崩れし、拡散が起る。又、安定した渦輪の場合には、図２７に示すように冷気や暖気あるいはミスト混じりの気体が、装置から比較的遠く離れた位置に居る人まで届くという特徴があるが、被冷暖房者には渦輪状のまま間欠的に冷気や暖気があたり、不快感を感じる場合がある。又、渦輪の吹出しにともなう音も、連続して聞かされていると不快となる場合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の加湿装置は、以上のように構成されているので、円形或いはスリット状等の吹出しノズルから吹き出される水蒸気は、低速噴流となって、あるいは急速に形崩れして、装置の近傍で室内へ急速に拡散してしまい、広範囲にわたって空間全体を迅速に加湿するのが困難であるという問題があった。
【０００８】
また、加湿範囲は加湿装置本体近傍に限られ、任意の空間の特定の場所に局所的に水蒸気を搬送したり広いスペースへ加湿することが困難であるという問題があった。
【０００９】
さらに、光源によって照らし出された水蒸気は単なる噴流でしかなく、吹出し口より吹出された水蒸気噴流には視覚に訴える美的な鑑賞効果がないという問題があった。
【００１０】
また、吹出し口より吹出された水蒸気には嗅覚に訴えるアロマセラピー的な効果がないという問題があった。
【００１１】
又、渦輪を用いる気体搬送装置による空調では、冷気や暖気が間欠的に被冷暖房者に当るので不快を感じる場合がある、また、渦輪を吹き出す時に軽い圧力波が発生するため吹出し音が不快であるという問題があった。
【００１２】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、圧縮された流体の搬送力を利用して気体や蒸気や添加物を安定した渦輪状とし任意の空間に吐出することにより、任意の空間の広範囲にわたって吐出流体を迅速に拡散させる装置を得ることを目的とする。
【００１３】
また、装置内部で生成され調和された流体を渦輪状の空気の固まりの形で装置近傍から離れた任意の空間に吐出させることにより、任意の空間の広範囲にわたって迅速に空気を調和する装置を得ることを目的とする。
【００１４】
また、装置内部で添加物を添加したり、温度や湿度を調整した流体を安定した渦輪状として特定の位置に吐出することにより、この渦輪の搬送された位置での空気調和を可能とすることができる装置を提供するものである。
【００１５】
また、この発明は、遠方から所定の場所や空間の空気を局所的に空気調和する装置を得ることを目的とする。
【００１６】
さらにこの発明の目的は、吹出し口より吹き出される渦輪状の蒸気を用いて視覚に訴える鑑賞価値の高い或いは添加物を拡散浸透させて環境を改善する室内装飾装置を得ることにある。
【００１７】
又、渦輪を利用して調和気体を遠方まで搬送する空調装置や加湿装置において、渦輪を空調すべき任意のスポットの付近で自由に形崩れさせ、拡散させることにより冷気や暖気、湿気が渦輪状のまま間欠的に人に当ることを防止して、快適性を向上させた空調装置、空調システム、加湿装置を得ることを目的とする。又、渦輪の吹出しに伴う音が気にならず快適性を損なわない空調装置を得ることを目的とする。更に、この加湿装置を用いて装飾装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る流体搬送装置は、液体から生成された蒸気を含む流体に圧力室の中で圧力を加える加圧手段と、前記圧力室に設けられ前記加圧手段にて圧力が加えられた流体を前記圧力室から空間に渦輪として吹出させる渦輪吹出し口とを備え、前記加圧手段にて加える圧力を繰り返し変化させて前記渦輪吹出し口から渦輪を発生させる流体搬送装置において、渦輪を吹出す時間間隔、吹出し速度、および加圧手段の圧力の内、少なくともいずれか１つを制御して渦輪の運動状態を制御する制御装置を備えたものである。
【００１９】
請求項２に係る流体搬送装置は、この流体搬送装置を基準とした渦輪吹出し口の開口方向を任意に変更できるものである。
【００２０】
請求項３に係る流体搬送装置の制御装置は、渦輪を放出する時間間隔、噴出速度又は加圧手段の圧力を、連続して吹出される渦輪ごとに異なる値に制御できるものである。
【００２１】
請求項４に係る流体搬送装置は、渦輪の進行位置に照明を照射する光源を備えたものである。
【００２２】
請求項５に係る流体搬送装置は、渦輪の運動の状態を時間的に変化させるものである。
【００２３】
請求項６に係る流体搬送装置は、照明を時間的に変化させるものである。
【００２４】
請求項７に係る流体搬送装置は、渦輪状に吐出される蒸気を含有した流体に添加物を添加する添加手段を備えたものである。
【００２５】
請求項８に係る流体搬送装置は、液体から生成された蒸気を含む流体に圧力室の中で圧力を加える加圧手段と、加圧手段にて圧力が加えられた流体を圧力室から空間に渦輪として吹き出す圧力室に設けられた渦輪吹出し口と、渦輪吹出し口から吹き出される渦輪の到達距離を調節可能な位置調節手段とを備えたものである。
【００２６】
請求項９に係る流体搬送装置は、液体から生成された蒸気を含む流体に圧力室の中で圧力を加える加圧手段と、加圧手段にて圧力が加えられた流体を圧力室から空間に渦輪として噴出させる圧力室に設けられた渦輪吹出し口と、圧力室内で混合される蒸気の量を調節可能な蒸気量調節手段とを備えたものである。
【００２７】
請求項１０に係る加湿装置は、空気と水蒸気を混合させた流体を発生させる水蒸気生成手段と、水蒸気生成手段に接続された容器内に流体を吸い込んで圧力を加える加圧手段と、容器に設けられ圧力が加えられた流体を容器から外部に渦輪として吹き出す渦輪吹出し口と、を備え、渦輪吹出し口からの渦輪の吹き出す速度を変更可能としたものである。
【００２８】
請求項１１に係る流体搬送装置は、水タンクと水蒸気生成手段が連通し、さらに前記水蒸気生成手段と圧力室が連通し、給水可能に設けられたものである。
【００２９】
請求項１２に係る空気調和装置は、室内の空気を循環させるとともにこの循環させる空気を冷却または暖めて室内の温度を調整する空気調和機と、空気調和機に設けられた容器内に冷却または暖められた空気の一部を吸い込んで圧力を加える加圧手段と、容器に設けられ圧力が加えられた流体を容器から室内に渦輪として吹き出す渦輪吹出し口と、渦輪吹出し口の開口方向を変化させて渦輪の吹き出す方向を調節可能とする方向調節手段と、を備えたものである。
【００３０】
請求項１３に係る空気調和装置は、熱交換器にて空気を冷却または加熱して室内の温度を調整する空気調和機内に設けられこの室内の空気を循環させる送風を回転させて行う第一の送風手段と、空気調和機に設けられた容器内に冷却または加熱された空気の一部を吸い込んで容器から室内に吹き出す第２の送風手段と、を備えたものである。
【００３１】
請求項１４に係る空気調和装置は、第１の送風手段の送風する空気の温度と第２の送風手段の送風する空気の温度とに差を設けたものである。
【００３２】
この発明による空気調和装置は、冷、暖、又は加湿された空調気体を発生する空調手段、この空調気体に圧力を加える加圧手段を有する加圧室、この加圧室の壁面に設けられ前記加圧手段によって加圧された前記空調気体を空間へと渦輪状に吹き出させる渦輪吹出し口、前記加圧手段を制御して間欠的に加圧することにより前記渦輪を間欠的に発生させる加圧制御装置とを有する空気調和装置において、前記加圧制御装置は連続する２つの渦輪の噴出速度に任意の差を与える制御を行う噴出速度制御回路を有するものである。
連続する２つの渦輪の吹出し速度に差を与えることにより一定の距離の移動の後に渦輪同士が接触し渦輪が消滅して空調気体が拡散するので、快適性が向上する。
【００３３】
又、加圧制御装置は、連続する２つの渦輪の吹出し時間間隔をｔ、前記２つの渦輪が互いに接触するまでに移動する距離をＬ、前記２つの渦輪の内、先に吹出されるものの吹出し速度をＶｂ、後に噴出されるものの噴出速度をＶａ、とするとき
Ｌ＝ｔ（Ｖａ・Ｖｂ）／（Ｖａ−Ｖｂ）
なる関係を得るように制御するものである。
上記の関係を保持して制御することにより任意の距離Ｌで渦輪が消滅するように制御できるので空調の快適性が更に向上する。
【００３４】
又、１つの加圧手段を有する１つの加圧室に、吹き出し方向が互いに平行していない複数の渦輪吹出し口を設けたものである。
複数の吹出し口から出る渦輪は、複雑な速度制御をしなくても、一定の距離の移動後に互いに接触して消滅するようにすることが出来るので、空調装置の構成を単純化することが出来る。
【００３５】
又、この発明による空気調和システムは、調和空気を渦輪として吹き出す複数台の空気調和装置と、前記複数台の空気調和装置の渦輪を同期して吹き出させる同期制御装置とをふくみ、且つ、前記複数台の空気調和装置はそのうちの少なくとも２台の噴出する渦輪が互いに接触するように配置されたものである。
同期制御装置により複数の空気調和装置から送出される渦輪の送出タイミングを互いに一致させ、更に、これらの空調装置の吹出し方向をあらかじめ調整して配置すれば、任意の場所で渦輪を消滅させることができ、空調の快適性がより向上する。
【００３６】
又、この発明による加湿装置は、水蒸気を発生する水蒸気生成手段、この水蒸気を含む気体に圧力を加える加圧手段を有する加圧室、この加圧室に設けられ加圧された前記気体を空間へと渦輪状に吹出させる複数の渦輪吹出し口、前記加圧手段を制御して間欠的に加圧することにより前記渦輪を間欠的に発生させる加圧制御装置とを有する加湿装置において、前記複数の吹出し口はその吹出し方向が互いに交差し得るように設けられているものである。
複数の吹出し口から出る渦輪は、複雑な速度制御をしなくても、一定の距離の移動後に互いに接触して消滅するように出来るので、加湿装置の構成を単純化することが出来る。
【００３７】
又、この発明による装飾装置は、水蒸気を発生する水蒸気生成手段、この水蒸気を含む気体に圧力室の中で圧力を加えるものであって可聴周波数の音波を発生できる加圧手段と、この加圧手段から音楽を再生する再生装置と、前記圧力室に設けられ前記加圧手段により加圧された前記気体を前記圧力室から空間に渦輪として噴出させる渦輪吹出し口と、吹出された前記渦輪を照明する照明装置とを備えたものである。
加圧手段から再生される音楽は渦輪の吹出し音をかき消して雰囲気を作り、又、照明装置は渦輪を視覚的に彩って装飾効果を高める。
【００３８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、渦輪を利用した加湿装置の透視図である。図において、１は加湿装置本体、２は水蒸気を吐出するために加湿装置１に設けられた円状の渦輪吹出し口、３は渦輪吹出し口２の開口部に設けられた鋭角なエッジ、４は渦輪吹出し口２が取り付けられた圧力室、５は圧力室の壁面に連通した加圧手段、６は超音波水蒸気発生装置或いは加熱式水蒸気発生装置等の水蒸気生成手段、７は圧力室４と水蒸気生成手段６を連結する水蒸気供給管、８は配水管９で水蒸気生成手段６に連通した水タンク、１０は渦輪吹出し口から吐出され空間中を進行する渦輪、１８は加圧手段５などを制御するインテリジェントコントローラ（以下単にコントローラ又は制御装置という）である。
【００３９】
次に動作について説明する。水タンク８に貯えられた水は、配水管９を介して水蒸気生成手段６に少しずつ連続的にタンクの水圧や荷重を利用して供給される。水蒸気生成手段６内部では、超音波或いは熱源によって水蒸気が生成され、前記水蒸気は、水蒸気供給管７を介して圧力室４に搬送され、そこに一時的に貯えられる。続いて、圧力室４の壁面に連通するように設けられた任意の加圧手段５により、圧力室４内部が瞬間的に昇圧され、該圧力室４内に貯えられた水蒸気は、同じく圧力室４に設けられた渦輪吹出し口２から外部の空間に向かって突発的に吹出される。吐出された流体は、ナイフエッジ状に加工された鋭角なエッジ３を通過する際に、空間に存在する静止した流体との間に強い剪断力を生じ、その巻き込み作用により図中に矢印で示した回転方向を有する環状の渦輪１０を形成する。
【００４０】
形成された渦輪１０の有する回転の強さは吐出時に静止流体との間に生じた剪断力の強さに依存し、それは循環Γと呼ばれる量で記述される。渦はケルビンの循環定理に示されるように、粘性効果を無視した場合、循環Γを保存する。つまり、渦輪１０は周囲の流体との間の誘引拡散を生ぜず、内部で回転する流体を閉じこめたまま移動する。このことは、加湿装置１から吹き出された渦輪１０は、周囲の流体へ拡散する効果が小さいため、通常の噴流と比較した場合より遠方まで水蒸気を混合した流体を輸送する能力をもつことを意味する。
【００４１】
なお鋭角のエッジ３の形状は、渦輪の循環を大きくするため、吐出される水蒸気と周囲の静止空気の剪断力が大きくなるように鋭角に形成されている方が好ましく、例えば図２（ａ）のように筒上の先端の開口にエッジがあるものでも、（ｂ）のように平板面の開口のものでも良い。
【００４２】
渦輪１０の発生とその運動状態、たとえば渦輪を崩壊させずにどの程度の距離まで搬送できるかや、連続して渦輪１０を等間隔を保ちながら進行させたり、渦輪同士が追い抜くモードを形成させるなどは、実験や解析により後述するように渦レイノルズ数、渦スタントン数で示すことができる。これによると流体の物理量や渦輪を発生させる吐出口の径が固定されている場合は、渦輪の吐出口からの噴出速度、圧力室に瞬間的に加えられる圧力の大きさや、圧力を繰り返し加える周波数によって決定される。
【００４３】
コントローラ（制御装置）１８によって、加圧手段５を制御し、上記のように設定された圧力、周波数で連続的に反復させることにより、前記噴出された渦輪１０が、与えられた吹出し方向に所定の間隔で直進して渦輪列を構成し、加湿する予定の空間に高効率で次々と水蒸気を搬送する。搬送された渦輪はやがて不安定になって崩壊する。この渦輪が崩壊するときは渦輪が保有していた回転力を維持しながら崩壊するため、水蒸気は周囲の空気の中に細かい渦糸の流れとして糸状に尾を引きながら浸透していく。このためさらに一層微細な霧となって空間を加湿することができる。
【００４４】
従来の加湿装置のように低速の水蒸気噴流によって加湿する場合は、物質拡散が主たる輸送手段であったが、渦輪を利用する本発明では、回転力により拡散の小さい渦輪を搬送に利用し、必要な空間まで搬送する輸送手段と、渦輪の崩壊時の浸透現象を利用した空気中へ浸透する混合拡散によって加湿を行うという、搬送と拡散を分けた装置が可能となり、任意の空間を広範囲にわたって迅速に加湿する加湿装置を得ることができる。
ここでは、加湿装置として説明したが冷気、暖気を加えた空調装置として構成し得ることは言うまでもない。
【００４５】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２による流体搬送装置の例として、加圧手段５にジャバラ機構を用いた加湿装置を示す。図３は、加湿装置本体１の具体的一例を示し、図において、１１は圧力室４の周上に設けられた伸縮自在なジャバラ、１２は連結部１３を介して可動部１４に連結された駆動装置、１４はジャバラ１１を介して圧力室４に接続される可動部である。駆動装置１２と連結部１３と可動部１４、ジャバラ１１は加圧手段５を構成する。８９は香り添加手段であるが実施の形態１１で説明する。その他のものは図１と類似なので詳細な説明を省略する。
【００４６】
次に動作について説明する。駆動装置１２に通電することにより、駆動装置１２は連結部１３をその軸方向に所定の周期で上下させる運動を引き起こし、さらに前記上下動は、連結された可動部１４に伝えられる。圧力室４を形成する可動部１４はジャバラ１１を介して圧力室４の上部に連結されているため、可動部１４の上下動に従って圧力室４の容積が増減する。ここで駆動装置１２は制御可能な上下動を発生させる機構を有し、さらに上下動のピッチ、上下動周波数（速度）を制御可能なものであれば何れのものでもよく、例えばボールベアリングとサーボモータを組み合わせたもの、モータの回転運動を上下動に変換させるカムを組み合わせたもの、直線動ソレノイドを用いるもの等が考えられる。
【００４７】
駆動装置１２によって可動部１３が上方向に変位すると、圧力室４の容積が減少し、圧力室４中の流体は、その陽圧に押されて圧力室４に設けられた渦輪吹出し口２から吹き出され、吹き出された後、任意の空間中で直進する渦輪１０を形成する。続いて駆動装置１２によって可動部１４が下方向に変位すると、圧力室４の容積が増加し、その負圧により、圧力室の外部、特に渦輪吹出し口２から空気を吸引するとともに圧力室４に連結された水蒸気供給管７を介して水蒸気生成手段６から水蒸気が供給される。なお水蒸気生成手段６は、水タンク８から水圧を利用して供給される水を超音波振動子５０によって連続的に水蒸気化し、水面３９の上部に水蒸気を発生している。以降は、このサイクルを反復することにより、同一のタイミングで複数の直進する渦輪１０を任意の空間に形成することが可能となり、渦輪中に含有された水蒸気は、渦輪の運動によって迅速且つ広範囲に搬送され、空間の加湿に寄与する。
【００４８】
なお、より到達距離の長い渦輪を形成するため、圧力室４内に格子、ハニカム、メッシュ等の整流器（図７、図８で後述する）を装着して、吹き出される水蒸気流の乱れ成分を除去することが効果的である。
【００４９】
以上のような構成では、ジャバラ１１によって一度に大量の水蒸気を吐出することができるので、より大きく高速な渦輪を生成するのに安価で取り扱いやすい装置となるのと同時に静かな動作となる。
【００５０】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３による流体搬送装置の例として、図４に圧力室４の体積をピストンの上下動によって変化させる構成とした加湿装置を示す。図において、１５は圧力室４内に設けられたピストンである。その他の部分は図３と類似なので詳細な説明は省略する。
【００５１】
次に動作について説明する。駆動装置１２に通電することにより、駆動装置１２は連結部１３をその軸方向に所定の周期で上下させる運動を引き起こし、さらに前記上下動は、連結されたピストン１５に伝えられる。圧力室４の一面を形成するよう設けられたピストン１５の上下動に従って圧力室４の容積が増減する。ここで駆動装置１２は制御可能な上下動を発生させる機構を有し、さらに上下動のピッチ、上下動周波数（速度）を制御可能なものであれば何れのものでもよく、例えばボールベアリングとサーボモータを組み合わせたもの、モータの回転運動を上下動に変換させるカムを組み合わせたもの等が考えられる。駆動装置１２によってピストン１５が上方向に変位すると、圧力室４の容積が減少し、圧力室４中の流体は、その陽圧に押されて、圧力室４内に設けられた渦輪吹出し口２から吹き出され、吹き出された後、任意の空間中で直進する渦輪１０を形成する。続いて駆動装置１２によってピストン１５が下方向に変位すると、圧力室４の容積が増加し、その負圧により、圧力室４に連結された水蒸気供給管７を介して水蒸気生成手段６から水蒸気が供給される。
【００５２】
このような構成では、ピストンを利用して渦輪を発生させることができるため、圧力室の圧力上昇をより大きなものとすることができるため大きな渦輪を高速で吐出させることが可能となると同時に渦輪の発生周波数を高めることができる。なお他の実施の形態１〜３の例で示した駆動装置１２や水蒸気生成手段６の運転は図示しないコントローラによつて行われている。
【００５３】
実施の形態４．
図５では、圧力室４の体積を変化させる手段として、圧力室４の一壁面にスピーカを設置した構成とした。その他の部分は図３と類似なので詳細な説明は省略する。図において、１６は音波を発生し、また圧力室４を加圧するためのスピーカ、１７はスピーカ１６を駆動させる信号を伝達するためのスピーカ信号線、１８はコントローラ１９から送られてくる制御信号を増幅するためのアンプである。なおこのコントローラにより水蒸気生成手段６のたとえば超音波振動子５０を動作させることができる。
【００５４】
次に動作について説明する。コントローラ１８から発信される所定の周期と所定の電圧値を持った信号が、スピーカ信号線１９を介してアンプに伝達される。伝達された該信号は、アンプ１７の増幅作用によって増幅され、さらにスピーカ信号線１９を介してスピーカ１６に伝達される。スピーカ１６は、該増幅信号に従って振動体を振動させ、圧力室４内部に衝撃音波を発生させる。スピーカ１６が圧力室４の容積を減少させる方向に振動した場合には、該衝撃音波に押されて、圧力室４中の流体は、圧力室４に設けられた渦輪吹出し口２から吹き出され、吹き出された後、任意の空間で直進する渦輪１０を形成する。続いてスピーカ１６の振動紙が圧力室４の体積を増大させる方向に変位すると、その負圧により、圧力室４に連結された水蒸気供給管７を介して水蒸気生成手段６から水蒸気が供給される。
【００５５】
水蒸気生成手段の水蒸気を発生させる動作は図５のように同一のコントローラ１８により圧力変化と連動させて行っても、あるいはまったく別に運転時間により間欠的に行ってもよい。このような構成では、スピーカ１６の振動を使用できるため小型で効率的な装置を構成できる。
【００５６】
上記のとおりスピーカ１６により衝撃音波を与えることによつて渦輪１０を形成するので渦輪１０の吹出し時には若干の音がする。この音はそれ程大きくはないが、本来、静粛運転を理想とする空調設備には相容れない要素である。そこでこの音を気にならないものに変える方法について図６により説明する。図６は図５のアンプ１７にこの方法を適用した例を示す回路ブロック図である。
【００５７】
図において１６１は音楽ソフト（波の音、小鳥のさえずりなどの効果音も含むＣＤ、磁気テープなど）を再生する再生装置である。音楽信号１６２はパワーアンプ１６３を経由して図５のスピーカ１６を駆動する。これによつて渦輪吹出し口２から音楽が聞こえるがこの再生音は極めて微弱であるように設定され、聞こえる音楽も微かであるように設定されているので、この音波によって渦輪が発生してしまったり渦輪が乱されたりするということはない。１６４は音楽信号１６２から強拍子信号１６５を取り出すための回路でローパスフィルターあるいは特定の打楽器（例えばドラム）の音のみを取り出すように特性が調整された（例えばローパス）フィルター回路である。１６６は中高音フィルター、１６７は中高音専用スピーカである。
【００５８】
フィルター１６４によって再生される音楽の拍子のタイミングのパルス信号列が取り出されるので、この中から強拍のタイミング信号を得る。この強拍子信号１６５は加圧信号を作るための渦輪吹出し制御回路１６６により渦輪を強く押し出すのに適した時間長さと形状のパルス信号に変換された後、音楽信号１６２に重ねてパワーアンプ１６３に入力される。また、中高音専用スピーカ１６７から音楽が十分な強さで聞こえ、渦輪１０は音楽の強拍に合わせて吹き出されるので渦輪の吹出し音は音楽にかき消されて気にならないようになる。加圧室の適度な容積は、オーディオ技術におけるいわゆる低音再生専用スピーカ（ウーフア）としてスピーカ１６を動作させるのに都合が良い。なお、図６においてスピーカ１６とスピーカ１６７とは必ずしも別のものとしなくても良いことは言うまでもない。
【００５９】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５による流体搬送装置の例として、図７に圧力室４に加圧空気を送り込んで瞬時に内圧を高めて渦輪１０を発生させるためにコンプレッサを用いた加湿装置を示す。図において、２０は流体を圧力室４内部に圧縮供給するためのコンプレッサ、２１はコンプレッサ２０から圧力室４に供給される流体を制御するための弁、２２はコンプレッサ２０、弁２１、圧力室４を結ぶ配管、２３はコンプレッサ２０と弁２１の間に設けられたチャンバ、２４は圧力室内に設けられた格子、ハニカム、メッシュ等の整流器である。その他の部分は図３と類似なので詳細な説明は省略する。
【００６０】
次に動作について説明する。コンプレッサ２０に通電することにより、チャンバ２３内に圧縮空気が送られる。この圧縮空気は、圧力室４とチャンバ２３の間に設けられた弁２１が閉の状態であるため、圧力室４内には侵入できない。ここで、コントローラ１８から弁２１に開命令が伝送されると、コンプレッサ２０により圧縮された流体が、配管２２を介して勢い良く圧力室４に侵入する。該侵入流体は、圧力室４内部に設けられた整流器１８を通過して偏流及び乱れ成分を失って整流され、さらに圧力室４に設けられた複数の渦輪吹出し口２から吹き出される。続いて、コントローラ１８から吸気弁に閉命令が伝送されると、コンプレッサ２０により圧縮された流体は弁２１により流路を閉塞されるため、圧力室４内部への圧縮空気の侵入は停止し、同時に渦輪吹出し口２からの流体の噴出も停止する。このようにして吹き出された流体塊は、任意の空間中で直進する渦輪１０を形成する。ここで、渦輪１０の吐出周波数を制御するために、コントローラ１８より出力される弁２１の開閉信号は、渦輪１０の発生周波数と同じ回数だけ出力される。また、渦輪１０の吹出速度を制御するために、コンプレッサ２０の圧縮圧力が所定の値に制御される。
【００６１】
このように構成することで、流体を圧縮するコンプレッサーを使用できるため比較的高い圧縮力で高速の渦輪列を吐出することができる。また全体の構成が簡単になり実用的な装置が得られる。
【００６２】
実施の形態６．
本発明の実施の形態６による流体搬送装置の例として、図８にブロワを用いて加圧する加湿装置を示す。図８において、２５は流体供給路、２６は圧力室４の一壁面に設けられたディフューザ、２７は流体供給路２５を切断するように設けられた回転円盤、２８は回転円盤２７上に設けられたスリット、２９は回転円盤２７を駆動させるためのモータ、３０はモータ２９の制御信号を伝達するためにコントローラ１８とモータ２９間に設けられたモータ信号線、３１は流体供給路２５の一端に接続されたブロワ、３２はブロワ３１とモータ２９を接続するブロワ信号線である。その他の構成は図３と類似であるので詳細な説明は省略する。
【００６３】
次に動作について説明する。ブロワ信号線３２を介してブロワ３１に伝達されるコントローラ１８の制御信号により、ブロワ３１は所定の回転数で駆動され、ブロワ３１の吸込口から吸入された流体を流体供給路２５の末端から送風する。ブロワ３１と圧力室４を接続する流体供給路２５には、途中に所定の個数のスリット２８を有した回転円盤２７が設置されている。該回転円盤２７は、コントローラ１８からモータ信号線３０を介して伝達される制御信号によって所定の回転数に制御される。回転円盤２７が回転することにより、ブロワ３１から送風される該流体は、スリット２８と流体供給路２５の開口断面が一致している時間のみ、圧力室４に供給される。スリット２８により分断されて圧力室４に向かって送風された流体は、圧力室４の一端に設けられたディフューザ２６によって圧力室４にムラなく広げられ、さらに圧力室４内に設けられた整流器２４を通過して乱れ成分を失って整流され、その後、圧力室４の一壁面に設けられた渦輪吹出し口２から吹き出され、任意の空間中で直進する渦輪１０を形成する。ここでモータ２９とスリット２８を有した回転円盤２７で構成されるシャッター機構は、コントローラ１８より伝達される制御信号に基づいてブロワ３１から送風される流体を分断する機能を有するものであればよく、例えば電磁弁等でも代用できる。
【００６４】
このような構成においては、ブロワ３１による圧縮空気を送るので小さな圧力で確実な流体補給ができ、取り扱いも簡便である。
【００６５】
実施の形態７．
図１乃至図８で示した渦輪を利用した流体搬送装置または加湿装置において、渦輪１０の搬送能力を利用して局所的に加湿する発明について図９を用いて説明する。図において４５は渦輪吹出し口２を構成するエッジ３に接続された伸縮自在、方向変換自在なフレキシブルダクト、４６は渦輪吹出し口２を加湿器本体１に接続するための接続管である。
【００６６】
フレキシブルダクト４５で渦輪吹出し口２を構成して、開口方向を加湿器本体を基準として任意の方向に向けることが可能となることにより、渦輪１０の進行方向を自由に変化させることができる。この場合、渦輪１０の特徴である水蒸気の高速輸送を利用して、特定の加湿したい空間を局所的に迅速に加湿することができる。モータを用いてダクトの方向を制御することも可能である。なお、図ではフレキシブルダクト４５を用いて渦輪吹出し口２の開口方向を変化させるよう構成したが、開口方向を自由に変えられる構成なら、例えばヒンジ付きダクトパイプなどその機構を問わない。なお、以上の説明では下から上へ渦輪を吹き出す構成を説明してきたが、圧力室からの吹出し口を圧力室の側面や下面に設けて、水平／下方向などにも自由に渦輪により空気の固まりを搬送することができるし、図９の構成によりさらにその向きを調整することができるので使い勝手の良い装置が得られる。
【００６７】
実施の形態８．
渦輪吹出し口２から任意のタイミングで連続的に渦輪１０を噴出させた場合の渦輪群の運動について詳細に述べる。
一直線上を同軸で同方向に運動する同じ大きさの２つの渦輪１０を考える。図１０は同一直線上を連なって直進する２つの渦輪の模式図である。空間中に放出された２つの渦輪１０は、先行する渦輪１０ｂの渦運動によって生じる発生誘導速度３８によって後ろの渦輪１０ａの直径Ｒａは小さくなり、逆に後ろの渦輪１０ａの渦運動の影響で前の渦輪１０ｂの直径Ｒｂは大きくなる。ここで一般的に、渦輪１０は引き延ばされて直径が小さくなると渦度が大きくなり、渦管中の流体の回転角速度は速くなり、逆に縮んで直径が大きくなれば渦度は小さくなって、流体粒子の回転は遅くなる性質を持つ。
故に、後ろの渦輪１０ａの前進速度は増加し、前の渦輪１０ｂの前進速度は減少するので、ついには後ろの渦輪１０ａは前の渦輪１０を通り抜ける。ここで、両者の前後関係は逆転し、その後は同様の運動を繰り返す。
【００６８】
このような２つの渦輪１０の干渉現象は、渦の強度、渦輪の前進速度、渦輪直径、渦輪間の距離すなわち渦輪の吐出時間間隔等の条件により異なったものとなる。例えば、渦輪間の距離が長い（渦輪１０の放出間隔が長い）場合、渦輪同士は干渉せず、そのままの位置関係を保ったまま直進する。逆に渦輪間隔を狭めると、上述の追い抜き現象が発生することは自明である。
【００６９】
さらに、渦輪１０を１対に限定せず次々と空間中に噴出することを考える。この１列の渦輪列に関しては、山田等（ながれ３、日本流体力学会、１９８４、３６４頁〜３７７頁、または、ながれ５、１９８６、４５頁〜５３頁）により基礎的な実験研究が成されており、渦輪列の運動の様子を、渦輪の渦レイノルズ数Ｒｅ及び渦スタントン数Ｓｔにより分類して、渦輪同士が干渉する干渉モード、渦輪同士が追い抜く追い抜きモード、等間隔を保ちながら干渉せずに運動する凍結モード、数個の渦輪が合体する合体モード等にまとめられると報告している。ここで、渦輪１０の吹出し口２における噴出速度Ｕ、吹出し口２の直径Ｄ、流体の動粘性係数ν、渦輪１０の単位時間当たりの噴出周波数ｆとすると、
渦レイノルズ数：Ｒｅ＝ＵＤ／ν＝Γ／ν （１）
渦スタントン数：Ｓｔ＝ｆＤ／Ｕ＝ｆＤ２／Γ （２）
で定義される。
【００７０】
ここで、渦輪吹出し口２の直径Ｄと、水蒸気を含有した空気の動粘性係数νが固定値であると仮定して渦輪１０を吹き出すことを考えると、渦輪１０の噴出速度Ｕを増加させて渦レイノルズ数Ｒｅを大きくするに従って、干渉モード、合体モード、追い抜きモードの順に渦輪列の運動が変化する。さらに合体モード或いは追い抜きモードが生じる渦レイノルズ数において、渦輪１０の噴出周波数ｆを減少させる、即ち渦スタントン数Ｓｔを減少させることにより、前後の渦輪１０同士が干渉しない凍結モードが出現する。以上より、渦レイノルズ数Ｒｅと渦スタントン数を適切な値に制御することにより、図１乃至図８の装置を、単一の吹出し口２から一定時間間隔でパルス的に噴出される渦輪列が、相互干渉せず且つ吹出し口２の中心軸状を一列に直進したり、互いに追い抜いたり、合体したりするように構成することができる。即ち、装置の渦輪吹出し口２の直径Ｄを固定とした場合、渦輪１０の噴出速度Ｕつまり圧力室４の収縮圧或いは周波数ｆを制御することにより、干渉モード、合体モード、追い抜きモード、凍結モード等の任意の渦輪列モードで水蒸気を含有した渦輪１０を噴出させることができる。
【００７１】
一方、渦輪１０が崩壊する現象は、第１に渦輪１０がその進行途中におかれた物により遮られたり、渦輪１０が進行する通路の近傍に配置された物に引き寄せられたりする場合。第２に単一渦輪の発生ではなく並列に多数の渦輪を発生させる際この並列する渦輪列の平行する渦輪同志で相互に引き寄せられた場合。また第３に渦輪の回転力が渦輪を保てなくなるような場合に起こる。もし遮るものが無ければ一列の場合と並列させる場合は異なるが渦輪が到達する距離、すなわち渦輪の崩壊する位置は構造的な寸法を固定すれば、渦輪を放出する周波数或いは圧力即ち渦輪の噴出速度によって決まる。
【００７２】
実際には、例えば図５のスピーカにより構成された加圧手段５を有する加湿装置１において、コントローラ１８から送られる制御信号の周波数を適宜調節して渦輪１０の噴出周波数を制御する、或いはアンプ１７のゲインを制御して（例えばスピーカの入力電圧を大きくすればスピーカの振動幅が大きくなり、圧力室４の圧縮率が増して渦輪１０の噴出速度も増大する。逆に入力を小さくすれば圧縮率は小さくなり、渦輪１０の噴出速度は減少する。）渦輪１０の噴出速度を制御することにより所定の距離はなれた空間で加湿を行うことができ、あるいは渦レイノルズ数と渦スタントン数を制御し、任意の渦輪列モードを形成することができる。上記に言う制御は単にそれらの値を手動で調整できるというだけでなく、それらの値を時間とともに自動的に変更するプログラム制御とか、吹出す渦輪１つごとに規則的にあるいはランダムに変化させることをも意味している。
また、各変数の全てを制御しても良いし、いずれか１つだけを制御しても良い。
【００７３】
勿論、その他の加圧手段５を利用した加湿装置１においても、渦輪１０の噴出速度と噴出周波数を制御することは容易であるので、加湿装置１から吹き出される水蒸気を含有する渦輪１０を、合体しながら進行する渦輪列であったり、等間隔に規則正しく並んで進行する渦輪列であったり、ところどころで追い抜き合いながら進行する渦輪列であったりするように任意に吹き出すことができる。
【００７４】
このような現象の具体的な応用例を図１１に示す。図１１では各渦輪は等速で同方向に吹き出されるのではなく、例えば１個おきに速度Ｖと方向θとを変えて吹き出される。今、説明の都合上、連続する２個の渦輪の内、先に吹出したものを１０ｂ、後から吹出したものを１０ａとし、渦輪１０ａ、１０ｂの吹出し速度はそれぞれＶａ、Ｖｂとする。１７０は吹出し速度制御回路であり、Ｖｂ＜Ｖａであるように、又、各渦の吹き出し方向を異なる角度とするように制御する。そして２つの渦輪１０ａと１０ｂとの吹出しの時間間隔はｔ秒であるとする。
このようにするとき、図１１に示すように、吹き出された渦輪１０ａは徐々に前方の渦輪１０ｂに接近（方向が異なるので横に並ぶ）し、やがて、渦輪１０ａは渦輪１０ｂに追いついて並び、互いに引き合って接触し、互いに渦流がかき乱されて急速に渦が消滅し気体はその場所で拡散する。吹き出し方向が角度θずれているので後の渦輪１０ａが先の渦輪１０ｂの中を潜り抜けるということは生じない。
【００７５】
消滅するまでに（追いつくまでに）移動する距離をＬ、渦輪１０ａが吹き出されてから渦輪１０ｂに追いつくまでに要する時間をＴ秒とすると
Ｔ＝Ｌ／Ｖａ＝（Ｌ−Ｖｂ×ｔ）／Ｖｂ（３）が成立する。
これよりＬ＝ｔ・（Ｖａ・Ｖｂ）／（Ｖａ−Ｖｂ）（４）
が得られるからｔ，Ｖａ，Ｖｂを制御して、任意の距離Ｌで渦輪が消滅し、気体が拡散するように装置を動作させることが出来る。吹き出し方向を変えるには例えば実施の形態７の図９で示したフレキシブルダクト４５をソレノイドなどを用いて首を振らせるか、実施の形態１１に後述する斜めに開口したダクトを回転させる方法を用いれば良い。
これにより渦が消滅する付近に居る人は渦輪を直接体に感じないで、拡散した後の気体を受けるので、空調の快適性が向上する。
【００７６】
図１２にこのような渦輪の噴出速度を変える調整装置を設けた例を示す。図１２の加湿装置１の側面に渦輪速度調整装置５２を設けている。この渦輪速度調整装置はＬ、Ｍ、Ｓ、ＡＵＴのごとく遠い位置の設定、中間位置の設定、近い位置の設定、自動的に遠くから近くまで切り替え広範囲の位置に加湿できる設定、のようにノブで切り替えられるようになっている。この速度に連動して渦輪の間隔すなわち周波数が設定されており、このように渦輪速度を変更可能に設けた事により、例えば必要な場所に対し遠方から加湿を行ったり、あるいは広大なスペース全体に自動的に加湿が行える装置が得られる。もちろん距離を一定にして渦輪の進行状態を自由に得られるようにしたり、距離を変えてモードも変えられるなど自由に変更できるようにしてもよい。このように構成した場合、渦輪吹出し口２より空間中に吹き出された渦輪１０が次々と並んで進行する渦輪列の運動モードを任意に選定することができるので、見た目に美しく変化に富んだ渦輪列を利用して空間を加湿することが可能となる。
【００７７】
一方、発生周波数に関しては、加湿装置１に渦輪の発生周波数をコントロールするコントローラを設けることにより、コントローラのつまみを調節するだけでユーザーが任意の渦輪の運動を選定することができるようになり、ユーザーの好みに応じた運動モードを提供できる。
また、予め、コントローラに付属するＲＯＭに渦輪噴出周波数を焼き付ければ（記憶させれば）、プログラムに記された渦輪列の運動モードを自動的に実現することができ、より複雑な渦輪１０のディスプレーが可能となる。
【００７８】
実施の形態９．
本発明の実施の形態９による加湿装置と、これの装飾装置としての応用例を図１２、１３に示す。任意の空間に吹き出されて進行する水蒸気を含有する渦輪群に光を照射することにより、渦輪１０の存在を明瞭に認識することができる。図１２は、渦輪１０を用いた加湿装置１に照明機能が付加されるよう構成されたものである。図において、４０は渦輪吹出し口２の近傍の本体上面に設けられた照明装置、４１は照明装置４０より照射される光である。又、５３は照明スイッチ、５４は湿度設定装置である。加湿装置１に設けられた渦輪吹出し口２より空間に連続的に吐出され、直進する渦輪群は、水蒸気を含有するため、照明装置４０よりある程度指向性を持って照射された光４１を乱反射し、周囲の空間から渦輪１０のみを浮き立たせる効果が生じる。ここで、照明装置は空間には存在せず流体中に含有する不純物によって乱反射を起こすものならその種類によらない。例えば、様々な色の光を当てたり、これらの光の種類を変化させたりすることにより、室内の雰囲気を変えることができる。但し、加湿装置本来の加湿目的の他に室内装飾として用いられる性格上、視聴者の視神経を極度に刺激するほど強力な光源を用いる必要はない。更に光の強さや種類、あるいはオンオフするなどの調光を行うことにより一層幻想的な状況を作り出すことができる。
【００７９】
照明装置４０より照射される光４１は、シート状であってもよく、その場合、渦輪１０はシート光４１によってその断面を浮き上がらせるように認識される。本発明の効果をさらに助長するには、渦輪が吹き出される空間を暗い状態に維持することが望ましい。またストロボのような間欠的な光を用いれば渦輪が停止してみえたり、ゆっくり動く状態を表現することができる。以上のように光強度、色、光の種類、オンオフ、形、揺らぎ、瞬きなどを変化させることを総称して、この発明における照明の照射の変化と言う。
【００８０】
このように構成することにより、空間中を移動する渦輪１０の存在を明瞭に認識することができる。このような例を図１３にて説明する。図１３は加湿機能と照明機能を備える室内装飾装置の一例を示す外観図である。このように構成すれば、照明装置４０から照射される光４１が渦輪吹出し口２から吐出された渦輪１０に当たり、規則正しく並んだり、追い抜いたり、合体したりする様々な渦輪１０の運動を空間中に浮かび上がらせて、美しい室内装飾となるとともに、間接照明としても利用できる。また、渦輪１０が空間全体を迅速に加湿することは言うまでもない。図１２には渦輪速度調整装置５２以外に照明スイッチ５３、湿度設定装置５４を設けた例を示す。照明スイッチ５４をオンオフして照明を当てたり消したりすることができる。また湿度設定装置をＤ（ドライ）、Ｗ（ウェット）、ＯＶ（ミスト）に切り替えることにより、水蒸気生成手段の運転を止めて水蒸気の無いドライな状態の空気の固まりを搬送させることができたり、通常の加湿であるウェット状態としたり、水蒸気を過剰に発生させて観葉植物のむき出しの根に水分を吹き付けるような動作も可能である。このような調整装置の動作はコントローラ１８に設けた制御装置により、加湿空間が固定された場所に設定されている場合はその設定に対応した圧力の大きさと周波数に固定されることになるし、もし自動的に変化するモードであれば圧力や周波数を自動的に変化させることになる。また湿度設定の状態に応じて水蒸気の供給、たとえば加熱や超音波発振を停止から最大まで変更することが可能である。これらの照明は例えば図６に示した音楽再生装置の音楽信号によってその照明強度が変調されるようにすることも出来る。
【００８１】
実施の形態１０．
本発明の加湿装置を装飾装置として利用する例について説明する。図１４は、渦輪１０を利用した加湿装置兼装飾装置の例を示した外観図である。図のように加湿装置本体１の外観を蒸気機関車のように形成し、渦輪吹出し口２を機関車の煙突と一致させるように構成し、機関車本体の内部に圧力室４、加圧手段５、水蒸気生成手段６、水蒸気供給管７、水タンク８、配水管９等を設けた（図示せず）ものである。さらに、煙突即ち渦輪吹出し口１０の近傍には吹き出された渦輪１０をライトアップするための照明装置４０が取り付けられている。このような構成により、加湿装置１を蒸気機関車に見立てることが可能になるので、加湿機能と照明機能を備えたユーモアのある室内装飾を得ることができる。
【００８２】
図１４までの例では圧力室とタンクを並列においてほぼ箱のような形で構成する例を示したが、図１５に圧力室を上に置き、タンクを下に置く筒型の構成の例を示す。図１５において、１は加湿装置、２は吹出し口、４は圧力室、６は圧力室４と同じ空間に設けられ加湿器１の筒の中に同心状にはめ込まれた水蒸気生成手段、８は水蒸気生成手段の水面３９をほぼ一定に保つように水を供給するタンク、１６は水蒸気生成手段６の中央部に固定されたスピーカ、５７は水タンク８の下部にタンクに覆われて設けられ配線１９によりスピーカ１６の運転を行う制御箱、５８はタンク８へ外部から給水を行う給水弁、５９は電源コードを接続する電源コンセント、６０は排水穴である。制御箱５７の中のコントローラの制御によりスピーカ１６の運転を制御する。また同様に加熱機５６の温度を上げて水蒸気を発生させる。これによって渦輪を渦輪吹出し口２から発生させる。このような構成により細く小型の装置が可能になる。
【００８３】
水タンク８の下に制御箱５７を設け、底部からの電気品の取り出しを簡単にする構成にしたが、この配置を逆にして水の供給をタンクを取り出して行う構成にすれば、より見栄えの良い加湿装置の構造が得られる。このような例を図１６乃至図１８に示す。図１６はレストランなどに配置された加湿器を示し、図１６(a)は全体図、図１６(b)、 (c)は加湿器の構成を示し、９０は客席シートに隣接した台、９１はこの台９０の上にスタンド台９３に支持されておかれた卓上型加湿器、９２は壁掛けアダプター９４にて壁に取り付けられた壁掛け型加湿器、９５は渦輪を照明する照明器を示す。この加湿器では上部に渦輪吹出し口２を配置し、下部には水タンク８が加湿器本体から分離できる形でねじ込まれている。この例では室内の照明を使用して渦輪を浮き上がらせて見栄えの良い置物としている。またスタンド台９３や壁掛けアダプタ９４の構造を変えたり取り付けの角度を変更することにより渦輪の吹き出す方向を上だけでなく横向きや部屋の中央に向けることが容易である。すなわち、圧力室と加圧装置とタンクを直列に配置すると上下の向きだけでなく水平にも斜めにも配置できる細長い装置が得られ、使いやすい形態となる。
【００８４】
図１７は仕切りであるパーティションの支柱を兼ねて加湿器を設けた例を示す。図１７（ａ）は飲食店やオフィスなどの座席と通路との仕切りの説明図であり、図１７（ｂ）は銀行や証券、チケットセンターなどのカウンターの支柱を兼ねて加湿器を設けた説明図である。９６は上部が透明で下部が不透明な通路を仕切るパーティション、９７はパーティション９６を支持する支柱でパーティションは支柱にはめ込まれて支えられている。この支柱９７の上部に加湿器本体１が固定されている加湿器１の上部に渦輪吹出し口２が設けられており渦輪１０を吹出している。９８はカウンターの上に固定されたパーティションであり、この透明なパーティションにより窓口を形成している。この様にパーティションの支柱を兼用するなど他の装置の一部として加湿装置を利用でき、目立たないが効果的な装置を得ることができる。図１８は美術館などで使われる釣り下げタイプの加湿器の例であり、図１８（ａ）は全体説明図、図１８（ｂ）はこの加湿器の構成を示す図である。９９は電源ワイヤーであり、天井に配置されたレールに滑車を介して取り付けられている。加湿装置１は上部の圧力室の中に設けられた整流器２４（図１８には図示していない、図８参照）に電源ワイヤー９９が固定されて釣り下げられている。渦輪は上部の渦輪吹出し口２から吹き出されるが、この吹出し口２の直径に比べ遙に細いワイヤー９９には邪魔されずにワイヤー９９にそって渦輪１０は進行する。もしこの釣り下げられた加湿装置が揺すられたりして渦輪がワイヤーに近づけばそのときうず輪が崩壊する。しかしながら部屋全体を加湿することには問題がない。展示品を期間毎に変えて展示するような、即ち加湿装置を使用しないとき、加湿装置を邪魔にならないように巻き上げておくと良い。
【００８５】
実施の形態１１．
図１乃至図１８に示した渦輪を利用した加湿装置、装飾装置において、噴出する渦輪に水蒸気だけでなく、香り要素を含有させたり、また湿度ではなく温度の調和を行うことも可能である。例えば、霧化された香り要素を圧力室４内に噴出させたり、図３中に示されているように、水蒸気生成手段６に連通するように液体滴下機能を有する香り添加手段８９を設け、液体状の香り要素を水蒸気生成手段６内の水面に随時滴下したり、同様の滴下機能を有する香り添加手段８９を圧縮室に滴下するように設けたりすることにより、渦輪１０に香りを添加することができる。香り要素には例えばミント、シトラス、ローズ等の嗅覚から人間の神経に作用し医学的な効果が期待できる物質を用いれば、空間を加湿すると同時にアロマセラピー的な効果が得られる。
【００８６】
実施の形態１２．
図１９乃至図２２に、冷、暖、湿度調節可能な空気調和装置の例を示す。図１９は天井埋め込み型の空気調和装置の斜視図である。通常空調装置本体６１は天井に埋め込まれ、化粧パネル６２だけが室内に露出するように据え付けられる。そして吸い込み口６４から吸い込まれた室内空気は、本体内で冷却または加熱されて吹出し口６３から室内へ吹き出される。なおこの例では天井に埋め込まれ、且つ、吹出し口が１つの構造を示すが、どこに埋め込まれようと、また吹出し口が幾つであろうとこの発明は対応できる。図２０はこの空気調和装置の室内ユニット本体内の構成を示す断面図である。６６はファン６５により吸い込まれた空気を冷却したり暖めたりする熱交換器、６７は吹出し口６３へ空気を吹き出す通路である吹出しダクト、７１は添加物注入管７４を介して圧縮室４へ添加物を注入できるように配置された添加物を内蔵する添加物補充容器、７３は熱交換器６６にて冷却されたり暖められた空気を圧力室４に吸い込む通風管、４５は圧力室に接続され渦輪吹出し口２につながるフレキシブルダクト、７５は渦輪吹出し口２を構成するエッジ３の向きを回転しながら変化させる回転駆動装置である。
【００８７】
次に動作を説明する。ファン６５が駆動され回転することにより、空調装置本体６１は空気を吸い込み熱交換器６６で空気を冷却して吹出し口６３から室内へ冷却された空気を吹き出す。圧力室４は図示されない加圧手段により冷却された空気を通風管７３を通して吸い込み、渦輪吹出し口２から渦輪を吹き出す。圧力室４には香り添加手段７１から香りの成分液が圧力室４に滴下するようにしてある。さらに圧力室４からフレキシブルダクト４５を介してうず輪吹出し口２に接続されており、さらにこの渦輪吹出し口２はエッジが傾けて設けられているのでこのエッジ部分を回転させることにより吹出し口の方向を変えることができ、渦輪の吹き出す方向が変わることになる。これによって空気調和装置としての冷却された空気は吹出し口６３から室内に吹出し循環するが、これとは別にあらかじめ決められていた場所へは冷却された空気に香りを添加する。香りの添加は圧力室４の圧力の変化ごとに弁が開き添加される。このように吹出し口６３から吹き出され室内を空調する空気とは別の渦輪の中の空気に香りが添加される。これにより例えば常に人が存在する場所や香りを漂わせる必要な場所にだけ渦輪が崩壊して香りを浸透させることができる。しかも渦輪の発生は間欠的に行えばよく無駄が無く効率的に香りを漂わせることができる。上記説明では圧力室１つに対し１つの渦輪吹出し口の例で示したが１つの圧力室に対し複数、例えば４つの渦輪吹出し口を設けてもよい。しかもフレキシブルダクトをそれぞれ使えば各吹出し口の向きをそれぞれに向けることもできる。
【００８８】
図２１は一般の家庭用の室内に設けられるエアコンである空気調和装置の断面説明図である。通常、室内機７０は室内の壁面に取り付けられ、吸い込み口６４から吸い込まれた室内空気は、装置内で冷却または加熱されて吹出し口６３から室内へ吹き出される。６６ａ、ｂ、ｃはファン６５により吸い込まれた空気を冷却したり暖めたりする熱交換器、６８は吹出し口６３に設けられ空気の吹出し方向を変える風向板、７２は室内機７０の本体ケーシングに取り付けられ吹出しダクトを形成する風洞、７３は熱交換器６６にて冷却された空気を冷気取り入れ口７７から圧力室４に引き込む通風管、７６は通風管と圧力室の間に設けられた通常は重力により閉状態なる蓋であって、図示されない加圧手段により圧力室４の圧力があがると通風管７３からの空気の流入は閉ざされ、圧力が下がると開放されて冷却した空気が圧力室に流れ込む蓋である。７８は圧力室内の空気をさらに冷却するペルチェ素子、４５は圧力室４に接続され渦輪吹出し口２につながるフレキシブルダクト、３は渦輪吹出し口２を構成するエッジであり、回転駆動装置７５によりその向きを回転して変化させることができる構造である。
【００８９】
次に冷房を例として動作を説明する。ファン６５が駆動され回転することによりエアコンは空気を吸い込み熱交換器６６で空気を冷却して吹出し口６３から風向き板６８の方向へ冷却された空気を吹き出す。圧力室４は図示されない加圧手段により冷却された空気をフレキシブルホースである通風管７３を通して吸い込み、渦輪吹出し口２から渦輪を吹き出す。圧力室４には熱交換器６６にて冷却された空気が吸い込まれ、さらに圧力室４からフレキシブルダクト４５を介して渦輪吹出し口２に接続されており、この渦輪吹出し口２はエッジ３が傾けて設けられておりこのエッジ部分は回転して向きが変えられるので、すなわち吹出し口の方向が変わるので、渦輪の吹き出す方向が変わることになる。これによって空気調和装置としての冷却された空気は吹出し口６３から室内に吹き出され循環するが、この送風とは別にあらかじめ決められた方向に向かって間欠的な渦輪の列により別の送風ができる。しかも圧力室４の中での空気は熱交換器６６で冷却された空気をさらにペルチェ素子７８によって冷却されるので圧力室から圧力により吹き出される送風は吹出し口６３からの送風よりも冷たい空気が送り出される。ペルチェ冷却器はｎ、ｐ型半導体を金属片で接合した簡単な構成の電子冷却装置で電流を流すことにより吸熱と放熱が行われる。冷却能力は数Ｗから数百Ｗクラスがあり容器の中を急速に冷却できる。但し容器内の容量を所定の温度まで冷やすのに時間がかかるようであれば圧力を加える時間間隔、すなわち間欠時間を延ばす必要がある。
【００９０】
吹出し口６３からの室内を循環される空気より冷たい空気を生成する方法として電子冷却装置を使う例を示したが、これに限定されることなく、例えば熱交換器で冷やされる空気の温度を圧力室４への冷気取り入れ口７７の近傍の空気を他の部分より冷却するという方法がある。この場合の冷凍サイクルの構成例を図２２に示す、図２２において、８０は図示していない室外機に設けられた圧縮機、８２は室外機に配置され圧縮機８０に接続された凝縮器、８１は膨張弁、８３はキャピラリチューブであっていずれも冷媒を膨張させるがそれぞれに接続された熱交換器６６ａ、ｂ、ｃよりも熱交換器６６ｄの温度が低くなるようにそれぞれの膨張率を設定してある。すなわち熱交換器６６ｄを通る空気は６６ａ、ｂ、ｃを通る空気より温度が低く、吹出し口６３へはすべての熱交換器を通る空気が混合されるが、冷気取り入れ口７７付近ではこの混合された空気より温度が低くなる。このように冷媒配管の接続を図２２の冷凍サイクルのように設けることにより圧力室４へ吸い込む冷却された空気の温度はファンにより送風される空気の温度より低い状態とすることができる。なおペルチェ素子による冷却や熱交換器を並列に接続し、それぞれの冷媒の温度を異なる温度にして圧力室の温度を下げようという構成は、ファンによる送風の温度に比べ圧力室から噴出される送風の温度を５度以上の差で冷たいものにしようとする場合である。もしそれ以下の数度の温度差で良い場合には電子冷却を使うことなく、冷凍サイクルも並列とせず直列のままで、膨張弁１個の制御により、蒸発器である熱交換器６６の配管を冷気吸い込み口７７の近傍の熱交換器を下流側、すなわち圧縮機の吸い込み側に接続し冷凍サイクル制御にてこの吸い込み側の温度を下げる制御を行うことにより得ることができる。
【００９１】
室内を循環させて冷房を行う空調に対し、近年、省エネの点から、または活動しやすい温度とする観点から、例えば２５〜２８度ぐらいに設定されることが多い。しかし比較的高い温度である２８度設定の冷房運転が行われる室内で作業や勉強など動かないで作業する場合、快適性や能率に問題が残る。このような場合、特定の位置（人の居る位置）にのみ室内での冷房よりも低い温度の送風を間欠的に行うことにより、省エネを実現しながら、その場所で快適に感じるとともに作業や勉強の能率が上がることになる。この場合直接冷たい空気の固まりを衝突させ冷気をハードに受けることでもよいし、また、近傍で渦輪を崩壊させて混合攪拌した柔らかい冷却をソフトに受けることでもよい。特に空気の圧力変化を感じるような場合には温度差が小さくとも十分な効果が得られる。
【００９２】
なお上記の説明では主とする空気調和に対し少量の空気の固まりを補助的な空気調和として使用しており、室内を循環させる主とする送風の風量よりもはるかに少ない風量で人体への快適性を与えることができるので、エネルギーを多く使わないで良好な空気調和を得ることができる。しかも間欠的に行えば行うほど変化を感じることができ人の感覚への影響も大となり、一層エネルギーを減らすことができる。更に赤外線などの検出装置により人の存在や動きを検出し、その動きに合わせて補助的な空気の送風を行うことにより効果的な冷房や暖房を行うことができる。
さらに、空調機の主送風を停止させ、渦輪１０のみを吐出させることも可能である．この場合、スポット的な送風装置、加湿装置、香り搬送装置としての機能を果たすことは言うまでもない。
【００９３】
この発明では空気と水蒸気を混合させた流体を空気の固まりとして搬送させた加湿装置の例で説明したが、液体が水に限定されず、また気体が空気に限定しなくとも良いことは当然である。例えば複数の蒸気のような流体搬送装置を使用し、それぞれ異なる薬品液を蒸気に変えて渦輪として吹き出させ、この複数の流体搬送装置の渦輪を１個所、例えば反応塔に吹き出させて霧状に混合し反応させて化合物を合成するようなシステムも可能である。さらにまた加湿装置以外として蒸気などを含む渦輪を人体に当てて治療や化粧を行う装置も可能である。例えば人の喉に吸い込ませて治療や洗浄を行う機械にも薬品を添加することにより使用できる。この場合渦輪の中での渦の回転により薬品と蒸気の混合がよく行われるので浸透効果が著しく得られる。
【００９４】
実施の形態１３．
図２３に実施の形態１３による空気調和システムの構成を示す。図において、１１2は同期制御装置であって２台の空調装置１１０、１１１に渦輪発生指令信号を送って、渦輪の吹出しタイミングを一致させるものである。また、図示しないが同時に吹出し速度指令信号をも送って、速度も制御して良い。
２台の空調装置１１０、１１１はその渦輪の吹出し方向が希望する渦輪消滅点１１3（人が居る場所の真近）に向かうように互いの吹出し方向が交差するように設置されており、互いの渦輪はちょうど消滅点１１3の付近で互いに接触するようにその吹出しタイミングが調整される。これによって、任意の位置で渦輪を消滅させる事が出来る。
【００９５】
上記説明では設置する空調装置は２台として説明したが複数台あればよいことは言うまでもない。又、例えば１台は暖房装置、１台は加湿装置などと、空調の種別を異ならせても良い。又、図２４に示すように１つの加圧室４に２つ以上の渦輪吹出し口２１１、２１２を有する様にしてもよい。図２４の渦輪吹出し口２１１、２１２はその吹出し方向が互いに交差するように設けてある。もっとも２つの吹出し口の間隔が小さいときには交差させてなくてもやがて渦輪の径が大きくなって、あるいは互いに引き合って接触するようになる。
【００９６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の発明の流体搬送装置は、生成された蒸気をふくむ流体に圧力を加える加圧手段と、加圧手段にて圧力が加えられた流体を空間に渦輪として吹き出す渦輪吹出し口とを備え、渦輪吹出し時間間隔、速度、加圧圧力の少なくともいずれか１つ以上を制御するので、任意の空間の広範囲にわたって迅速に蒸気を拡散することができる。
【００９７】
また、請求項２記載の発明の流体搬送装置は、渦輪吹出し口の開口方向を任意に変更できるよう構成したので、局所的に迅速に拡散することができる。
【００９８】
また、請求項３記載の発明の流体搬送装置は、渦輪を放出する時間間隔或いは噴出速度あるいは圧力の大きさを制御して渦輪の運動を変化させるよう構成したので、希望する空間の希望する範囲にたいし迅速に拡散することができる。
【００９９】
また、請求項４記載の発明の流体搬送装置は、渦輪の進行位置に照明を照射する光源を備えたので、美しい室内装飾となるとともに、間接照明としても利用できる。
【０１００】
また、請求項５記載の発明の流体搬送装置は、スペースの広い空間に対しても迅速で広範囲な拡散を可能にする。
【０１０１】
また、請求項６記載の発明の流体搬送装置は、見た目に美しく変化に富んだ渦輪列を利用して空間に拡散することができる。
【０１０２】
また、請求項７記載の発明の流体搬送装置は、水蒸気を含有した渦輪に香りを付加する香り添加手段を備えたので、空間を加湿すると同時にアロマセラピーの効果が得られる。
【０１０３】
また、請求項８記載の発明の流体搬送装置は、必要な空間まで流体を搬送できるのでどのような空間にも対応できる装置が得られる。
【０１０４】
また、請求項９記載の発明の流体搬送装置は、蒸気をまったく含まない流体から過剰に含む流体まで選択でき用途に応じた使い方が可能な装置が得られる。
【０１０５】
以上のように、請求項１０記載の発明の加湿装置は、どのような空間に対しても希望する範囲にたいし迅速に加湿することができる。
【０１０６】
また、請求項１１記載の発明の加湿装置は、簡単な構造で効果的な加湿を行う信頼性の高い装置をえることができる。
【０１０７】
以上のように、請求項１２記載の発明の空気調和装置は、特定の空間に補助的な空気調和が可能となり使いやすく利用価値の高い装置が得られる。
【０１０８】
また、請求項１３記載の発明の空気調和装置は、小さなエネルギーで快適性が高く利用価値の大きな空気調和を可能とする。
【０１０９】
また、請求項１４記載の発明の空気調和装置は、快適性を犠牲にせずに地球環境対策に対応したエネルギーの小さな装置がえられる。
【０１１０】
この発明の空気調和装置は、渦輪を間欠的に発生する加圧制御装置が、連続する２つの渦輪の吹出し速度に任意の差を与える吹出し速度制御回路を有しているので、任意の距離で渦輪を消滅させる制御を行う事が出来、空調の快適性を向上できる。
【０１１１】
又、加圧制御装置は渦輪が消滅するまでに移動する距離、渦輪の発生時間間隔、渦輪の速度の間に特定の関係を保つ制御を行うことが出来るので、時間間隔を変えても希望した位置まで安定して渦輪を送り届けることが出来る。
【０１１２】
又、１つの加圧室に複数の渦輪吹出し口を設けたので、複数の吹出し口からの渦輪を互いに接触させることで複雑な速度制御無しに渦輪の消滅制御を行うことが出来る。
【０１１３】
又、この発明による空調システムは複数台の空調装置から互いに同期して渦輪を吹き出させ、互いの渦輪を接触させて渦輪を任意位置で消滅させることが出来るので、空調の快適性を向上することが出来る。
【０１１４】
又、この発明による加湿装置は、複数の渦輪吹出し口を有し、これらの吹出し口の吹出し方向は互いに交差させ得るように設けられているので、複雑な速度制御を用いるまでもなく任意の位置で渦輪を消滅させることが出来る。
【０１１５】
以上のように、この発明による装飾装置は、加圧手段から音楽を再生し、また渦輪が照明されるので、装飾装置として雰囲気を高める効果に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態による渦輪を利用した加湿装置の透視図である。
【図２】図１の加湿装置の渦輪吹出し口に設けられたエッジの構成図である。
【図３】この発明の第２実施形態によるジャバラ機構を有した加湿装置の構成図である。
【図４】この発明の第３実施形態によるピストン機構を有した加湿装置の構成図である。
【図５】この発明の第４実施形態によるスピーカを有した加湿装置の構成図である。
【図６】図５の加湿装置の変形例を示す図である。
【図７】この発明の第５実施形態によるコンプレッサを用いた加湿装置の構成図である。
【図８】この発明の第６実施形態によるブロワを用いた加湿装置の構成図である。
【図９】この発明の第７実施形態によるフレキシブルダクトにより構成された渦輪吹出し口の外観図である。
【図１０】この発明の第８実施形態による同一直線上を連なって直進する２つの渦輪の動作原理説明図である。
【図１１】図１０の２つの渦輪の動作原理の応用例の説明図である。
【図１２】図１０の動作原理を応用した調整装置を有する加湿装置の構成図である。
【図１３】この発明の第９実施形態による照明機能を有した渦輪を用いた加湿装置の構成図である。
【図１４】この発明の第１０実施形態による渦輪を用いた加湿装置の構成図である。
【図１５】第１０実施形態による加湿装置の他の構成例を示す図である。
【図１６】この発明の第１０実施形態による装飾装置の機能を有する加湿装置の構成図である。
【図１７】図１６の変形例を示す構成図である。
【図１８】図１６の他の変形例の構成図である。
【図１９】この発明の第１１実施形態による空気調和装置の構成図である。
【図２０】図１９の空気調和装置の断面図である。
【図２１】図１９と類似の他の空気調和装置の断面図である。
【図２２】図２１の空気調和装置の冷凍サイクルの構成図である。
【図２３】この発明の実施の形態１２による空気調和システムの構成図である。
【図２４】図２３の空気調和システムに用い得る２口調和装置の断面図である。
【図２５】従来のスリット状の噴き出し口から水蒸気を吐出させるよう構成された加湿装置を示す概念図。
【図２６】従来の渦輪による気体の搬送原理を用いた空調システムの構成図である。
【図２７】図２６の空調システムに用いられる渦輪の説明図である。
【符号の説明】
１加湿装置、２渦輪吹出し口、３エッジ、
４圧力室、５加圧手段、６水蒸気生成手段、
７水蒸気供給管、８水タンク、９配水管、
１０渦輪、１１ジャバラ、１２駆動装置、
１３連結部、１４可動部、１５ピストン、
１６スピーカ、１７アンプ、１８コントローラ、
１９スピーカ信号線、２０コンプレッサ、２１弁、
２２配管、２３チャンバ、２４整流器、
２５流体供給路、２６ディフューザ、２７回転円盤、
２８スリット、２９モータ、３０モータ信号線、
３１ブロワ、３２ブロワ信号線、３８誘導速度、
３９水面、４０光源、
４５フレキシブルダクト、４６接続管。５０超音波振動子、
５１空気取り入れ口、５２渦輪速度調整装置、５３照明スイッチ、
５４湿度設定装置、５６加熱器、５７制御箱、
５８給水弁、５９電源コンセント、６０水抜き、
６１空調装置、６２化粧パネル、６３吹出し口、
６４吸い込み口、６５ファン、６６熱交換器、
６７吹出しダクト、６８風向板、７１添加物補充容器、
７２風洞、７３通風管、７４添加物注入管、
７５回転駆動装置、７６蓋、７７冷気取り入れ口、
７８ペルチェ素子、８０圧縮機、８１膨張弁、
８２凝縮器、８３キャピラリーチューブ、
８９香り添加手段、
９１卓上型加湿器、９２壁掛型加湿器、９３スタンド台、
９４壁掛アダプター、９５照明器、９６パーティション、
９７支柱、９８透明パーティション、
９９電源ワイヤー、１００加湿器本体、１０１吹出しノズル、
１０２ダクト部、１０３吐出ノズル口、１０４上面、
１０５光源、１１２同期制御装置、[0001]
[Technology to which the invention belongs]
The present invention relates to fluid conveyance, and relates to, for example, an apparatus for adjusting humidity by atomizing water, conveying it into a room, and scattering it, an air conditioner using this technique, and an air conditioner system.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, humidifiers have been devised that continuously spray water vapor generated by ultrasonic waves or heating from slits or circular nozzles. For example, FIG. 25 is a conceptual diagram showing a conventional humidifier configured to discharge water vapor from a slit-like outlet described in Utility Model Publication No. 61-6126. In the figure, reference numeral 100 denotes a humidifier main body, 101 denotes a blowout nozzle that is detachable from the humidifier main body 100, communicates with an atomization tank (not shown) built in the humidifier main body 100, and is further rotatable with a duct portion 102. The discharge nozzle port 103 is formed at the end of the duct portion 102, and the discharge nozzle port 103 is provided to face obliquely upward. A light source 105 is provided in the vicinity of the blowing nozzle 101, that is, on the upper surface 104 of the humidifier body 100 toward the discharge nozzle port 103.
[0003]
In the said structure, the wind sent out by the air blower (not shown) provided in the humidifier main body 100 flows in into an atomization tank continuously. The inflowed wind hits a water column generated by an ultrasonic vibrator (not shown) in the atomization tank, which becomes humidified air containing fog, and is supplied to the external space from the blowout nozzle 101 provided to communicate with the atomization tank. Splattered toward the air (hereinafter sometimes referred to as jetting, discharging, blowing out, etc., which means the same) and humidifies the room. Further, the direction in which the water vapor is scattered can be adjusted by rotating the blowing nozzle 101. In this case, when the water vapor scattered from the blowing nozzle 101 is illuminated by the light of the light source 105, a diffuse reflection phenomenon occurs, and the humidified state can be visually grasped by seeing the scattered state. As a similar technique, there is a configuration in which a mist that is a mixture of air and moisture generated by an ultrasonic vibrator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-94132 is blown out by an air feed fan. Further, the technology disclosed in the microfilm of Japanese Utility Model Application No. 54-181032 (Japanese Utility Model Application Publication No. 56-96224) is a humidifier built in the heater, in which water in the tank is evaporated by a heating element, This vapor is discharged from the outlet to the outside of the apparatus to humidify the surroundings.
[0004]
In such a humidifier, the water vapor blown from the blow-off nozzle becomes a low-speed jet and diffuses into the room near the blow-out opening, so that it is difficult to reach every corner of the room.
On the other hand, FIG. 28 shows a gas transport device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-332750 as means for transporting a gas far away, and FIG. 27 shows an example of the shape of the transported gas.
The devices in FIGS. 28 and E are intended to send warm air and cold air to the distance in the form of the vortex ring R shown in FIG. 27, and may mix with the surrounding air while the vortex ring R maintains a stable shape. It uses the characteristics that are not.
[0005]
The vortex ring R in FIG. 27 is an annulus formed in a plane orthogonal to the ejection direction (arrow shown in the figure), and the annulus forming gas (that is, the discharged transported gas) rotates in a vortex. The rotation direction is from the inside of the annular shape to the outside of the annular shape around the discharge destination direction, and then returns from the outside of the annular shape to the reverse direction of the discharge direction and returns to the inside of the annular shape.
FIG. 28 shows spot cooling or spot heating to which the gas conveyance by the vortex ring of FIG. 27 is applied. The vortex ring gas is a mixture of warm air, cold air, or mist, and the target location is a refrigerated heating location that is a manned location. The manned area M is locally cooled and heated with the reaching vortex ring R by repeatedly sending it in the state of the vortex ring R from the ejection port 201 of the ejection device 200.
[0006]
In this spot cooling / heating, the movement of personnel is detected by an appropriate detection means, and the discharge direction of the blowing device 200 is automatically set so that the discharge direction of the vortex ring R from the blowing device 200 is always the direction of the occupant location. To change.
In such a device, any vortex ring is not necessary, and a specific vortex ring generation condition is necessary for the vortex ring to reach far away stably. In a vortex ring that does not satisfy this condition, the device In the vicinity, vortex rings interfere with each other, quickly deforming, and diffusion occurs. In addition, in the case of a stable vortex ring, as shown in FIG. 27, there is a feature that cold air, warm air, or gas mixed with mist reaches a person who is relatively far away from the device. There may be a feeling of discomfort due to intermittent cold and warm air in the form of a vortex ring. In addition, the sound accompanying the blowout of the vortex ring may be uncomfortable if it is continuously heard.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional humidifier is configured as described above, the water vapor blown from the circular or slit-like blow nozzle becomes a low-speed jet or rapidly collapses in the room near the device. There is a problem that it is difficult to quickly humidify the entire space over a wide area.
[0008]
Further, the humidifying range is limited to the vicinity of the humidifying device main body, and there is a problem that it is difficult to locally transport water vapor to a specific place in an arbitrary space or to humidify a wide space.
[0009]
Furthermore, the water vapor illuminated by the light source is merely a jet, and there is a problem that the water vapor jet blown from the outlet has no aesthetic appreciation effect appealing to the eye.
[0010]
In addition, there is a problem that the water vapor blown from the outlet has no aromatherapy effect that appeals to the sense of smell.
[0011]
In addition, air conditioning by a gas conveying device using a vortex ring may feel uncomfortable because cold air and warm air intermittently hit a person to be cooled and heated, and a light pressure wave is generated when the vortex ring is blown off, so the blowing sound is uncomfortable. There was a problem that there was.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems. By utilizing the transport force of the compressed fluid, gas, vapor, and additives are made into a stable vortex ring shape and discharged into an arbitrary space. An object of the present invention is to obtain an apparatus for rapidly diffusing discharged fluid over a wide range of an arbitrary space.
[0013]
Also, a device that harmonizes air quickly over a wide range of an arbitrary space is obtained by discharging the harmonized fluid generated inside the device into an arbitrary space separated from the vicinity of the device in the form of a vortex-shaped air mass. For the purpose.
[0014]
In addition, by adding additives in the device and discharging fluid with adjusted temperature and humidity as a stable vortex ring to a specific position, air conditioning at the position where the vortex ring is transported is possible. It is an object of the present invention to provide a device that can
[0015]
Another object of the present invention is to obtain a device that locally harmonizes air in a predetermined place or space from a distance.
[0016]
A further object of the present invention is to obtain an interior decoration device that improves the environment by diffusing and penetrating an additive having high appreciation value that appeals to the eye using vortex ring-shaped steam blown from the blow-out opening.
[0017]
Also, in an air conditioner or humidifier that transports harmonized gas far away using a vortex ring, the vortex ring is freely deformed and diffused in the vicinity of an arbitrary spot to be air-conditioned, thereby causing cold air, warm air, and moisture to form a vortex ring. An object of the present invention is to obtain an air conditioner, an air conditioning system, and a humidifier that are improved in comfort by preventing them from hitting a person intermittently. It is another object of the present invention to provide an air conditioner that does not bother the comfort associated with the sound generated by the vortex ring blowing. Furthermore, it aims at obtaining a decoration apparatus using this humidification apparatus.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided the fluid conveying device according to the first aspect, wherein the fluid containing the vapor generated from the liquid is pressurized in the pressure chamber, and the pressure is provided in the pressure chamber. A vortex ring in a fluid conveying apparatus that includes a vortex ring outlet that blows fluid out of the pressure chamber into the space as a vortex ring, and repeatedly generates a vortex ring from the vortex ring outlet by repeatedly changing the pressure applied by the pressurizing unit. A control device that controls at least one of the time interval, the blowing speed, and the pressure of the pressurizing means to control the motion state of the vortex ring is provided.
[0019]
The fluid transfer device according to claim 2 can arbitrarily change the opening direction of the vortex ring outlet with reference to the fluid transfer device.
[0020]
The control device of the fluid conveyance device according to claim 3 can control the time interval for discharging the vortex ring, the ejection speed or the pressure of the pressurizing means to a different value for each vortex ring that is continuously blown out.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a fluid conveyance device including a light source that illuminates the traveling position of the vortex ring.
[0022]
The fluid transfer device according to claim 5 changes the state of motion of the vortex ring with time.
[0023]
The fluid conveyance device according to claim 6 changes the illumination with time.
[0024]
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fluid conveyance device including an adding means for adding an additive to a fluid containing steam discharged in a vortex ring shape.
[0025]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a fluid transfer device that applies pressure in a pressure chamber to a fluid containing vapor generated from a liquid, and fluid that has been pressurized by the pressurization means from the pressure chamber to the space. A vortex ring outlet provided in a pressure chamber that blows out as a vortex ring, and a position adjusting means that can adjust the reach of the vortex ring blown from the vortex ring outlet.
[0026]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a fluid conveying device comprising: a pressurizing unit that applies pressure in a pressure chamber to a fluid containing vapor generated from a liquid; A vortex ring outlet provided in a pressure chamber to be ejected as a vortex ring and a steam amount adjusting means capable of adjusting the amount of steam mixed in the pressure chamber are provided.
[0027]
A humidifier according to claim 10 is provided with a water vapor generating means for generating a fluid in which air and water vapor are mixed, a pressurizing means for sucking a fluid into a container connected to the water vapor generating means, and applying pressure to the container. And a vortex ring outlet from which a fluid to which pressure is applied is blown out from the container as a vortex ring, and the speed at which the vortex ring is blown from the vortex ring outlet can be changed.
[0028]
The fluid transfer device according to an eleventh aspect is provided such that the water tank and the water vapor generating means communicate with each other, the water vapor generating means and the pressure chamber communicate with each other, and water supply is possible.
[0029]
An air conditioner according to a twelfth aspect circulates indoor air and cools or warms the circulated air in a container provided in the air conditioner and an air conditioner that adjusts the indoor temperature by cooling or warming the circulated air. By changing the opening direction of the vortex ring outlet, and a pressurizing means for sucking a part of the air that is applied and applying pressure, a vortex ring outlet that blows the pressurized fluid from the container into the room as a vortex ring, and Direction adjusting means for adjusting the direction in which the vortex ring is blown out.
[0030]
An air conditioner according to a thirteenth aspect is provided in an air conditioner that adjusts the indoor temperature by cooling or heating the air with a heat exchanger. A blower means and a second blower means that sucks a part of the cooled or heated air into a container provided in the air conditioner and blows it out into the room from the container.
[0031]
The air conditioner according to claim 14 is provided with a difference between the temperature of the air blown by the first blower and the temperature of the air blown by the second blower.
[0032]
The air conditioner according to the present invention is provided with an air conditioning means for generating cold, warm, or humidified air-conditioning gas, a pressurizing chamber having a pressurizing means for applying pressure to the air-conditioned gas, and provided on a wall surface of the pressurizing chamber. A vortex ring outlet that blows out the air-conditioned gas pressurized by the pressurizing means into a space, and a pressurization control that intermittently generates the vortex ring by controlling the pressurizing means to intermittently pressurize. In the air conditioning apparatus having the apparatus, the pressurization control apparatus has an ejection speed control circuit that performs control to give an arbitrary difference between ejection speeds of two continuous vortex rings.
By providing a difference in the blowing speed of two continuous vortex rings, the vortex rings come into contact with each other after movement of a certain distance, the vortex rings disappear, and the air-conditioned gas diffuses, so that comfort is improved.
[0033]
The pressurizing control apparatus is configured such that the time interval between two continuous vortex rings is t, the distance that the two vortex rings move to contact each other is L, and the first of the two vortex rings is blown first. When the velocity is Vb and the ejection speed of what is ejected later is Va
L = t (Va · Vb) / (Va−Vb)
It is controlled to obtain the relationship.
By controlling while maintaining the above relationship, the vortex ring can be controlled to disappear at an arbitrary distance L, so that the comfort of air conditioning is further improved.
[0034]
Moreover, a plurality of vortex ring outlets whose blowing directions are not parallel to each other are provided in one pressurizing chamber having one pressurizing means.
The vortex rings coming out of a plurality of outlets can be made to contact each other and disappear after a certain distance of movement without complicated speed control, so the configuration of the air conditioner can be simplified. .
[0035]
An air conditioning system according to the present invention includes a plurality of air conditioners that blow out conditioned air as a vortex ring, and a synchronous control device that blows out the vortex rings of the plurality of air conditioners in a synchronized manner. The air conditioner of the table is arranged so that at least two of the vortex rings ejected from each other come into contact with each other.
If the sending timings of the vortex rings sent from the plurality of air conditioners are made to coincide with each other by the synchronous control device, and further arranged in advance by adjusting the blowing direction of these air conditioners, the vortex rings can be extinguished at an arbitrary place. This improves air conditioning comfort.
[0036]
Further, the humidifier according to the present invention comprises a steam generating means for generating steam, a pressurizing chamber having a pressurizing means for applying pressure to the gas containing the steam, and the pressurized gas provided in the pressurizing chamber in the space. A plurality of vortex ring outlets that blow out in a vortex ring; and a pressure control device that intermittently pressurizes the vortex ring by controlling the pressurizing means, and the humidifying device includes: The outlet is provided so that the outlet directions can cross each other.
Since the vortex rings coming out of the plurality of outlets can be made to contact each other and disappear after moving a certain distance without complicated speed control, the configuration of the humidifying device can be simplified.
[0037]
Further, the decoration device according to the present invention comprises a water vapor generating means for generating water vapor, a pressurizing means for applying a pressure to the gas containing the water vapor in a pressure chamber and capable of generating sound waves of an audible frequency, and the pressurizing means. A reproducing device for reproducing music from the means, a vortex ring outlet for ejecting the gas pressurized in the pressure chamber and pressurized by the pressurizing means into the space as a vortex ring, and illuminating the blown vortex ring And a lighting device that performs.
The music reproduced from the pressurizing means drowns out the whirling sound and creates an atmosphere. The lighting device visually colors the whirling ring to enhance the decoration effect.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a perspective view of a humidifier using a vortex ring. In the figure, 1 is a humidifier body, 2 is a circular vortex outlet provided in the humidifier 1 for discharging water vapor, 3 is an acute edge provided at the opening of the vortex outlet 2, A pressure chamber to which the vortex ring outlet 2 is attached, 5 is a pressurizing means communicating with the wall of the pressure chamber, 6 is a steam generating means such as an ultrasonic steam generator or a heating steam generator, and 7 is a pressure chamber 4 and steam. A steam supply pipe for connecting the generating means 6, 8 is a water tank connected to the steam generating means 6 by a water distribution pipe 9, 10 is a vortex ring discharged from the vortex ring outlet, and 18 is a pressurizing means 5. An intelligent controller (hereinafter simply referred to as a controller or a control device).
[0039]
Next, the operation will be described. Water stored in the water tank 8 is supplied to the water vapor generating means 6 through the water distribution pipe 9 continuously little by little using the water pressure and load of the tank. Inside the water vapor generating means 6, water vapor is generated by an ultrasonic wave or a heat source, and the water vapor is transferred to the pressure chamber 4 via the water vapor supply pipe 7 and temporarily stored therein. Subsequently, the inside of the pressure chamber 4 is instantaneously pressurized by an arbitrary pressurizing means 5 provided so as to communicate with the wall surface of the pressure chamber 4, and the water vapor stored in the pressure chamber 4 4 is suddenly blown out toward the outside space from the vortex ring blow-out port 2 provided at 4. When the discharged fluid passes through the sharp edge 3 processed into a knife edge shape, a strong shearing force is generated with the stationary fluid existing in the space, and the entrainment action indicates by an arrow in the figure. An annular vortex ring 10 having a rotating direction is formed.
[0040]
The strength of the rotation of the formed vortex ring 10 depends on the strength of the shearing force generated with the stationary fluid at the time of discharge, and it is described by an amount called circulation Γ. As shown in Kelvin's circulation theorem, the vortex preserves the circulation Γ when the viscous effect is ignored. That is, the vortex ring 10 does not cause attraction and diffusion with the surrounding fluid, and moves while confining the fluid rotating inside. This means that the vortex ring 10 blown out from the humidifier 1 has a small effect of diffusing into the surrounding fluid, and therefore has the ability to transport a fluid mixed with water vapor farther than when compared with a normal jet. To do.
[0041]
The shape of the acute edge 3 is preferably formed at an acute angle so as to increase the circulation of the vortex ring so as to increase the shearing force of the discharged water vapor and the surrounding still air. For example, FIG. The opening at the tip on the cylinder may have an edge as shown in FIG. 6 or the opening on the flat plate surface as shown in FIG.
[0042]
Generation of the vortex ring 10 and its motion state, for example, how far the vortex ring can be conveyed without collapsing, continuously moving the vortex ring 10 while maintaining equal intervals, or forming a mode in which the vortex rings are overtaken Can be expressed by vortex Reynolds number and vortex Stanton number as will be described later by experiment and analysis. According to this, when the physical quantity of the fluid and the diameter of the discharge port that generates the vortex ring are fixed, the ejection speed from the discharge port of the vortex ring, the magnitude of the pressure instantaneously applied to the pressure chamber, and the frequency at which the pressure is repeatedly applied Determined by.
[0043]
By controlling the pressurizing means 5 by a controller (control device) 18 and continuously repeating the pressure and frequency set as described above, the ejected vortex ring 10 is predetermined in a given blowing direction. The vortex ring train is formed by traveling straight at intervals of the above, and the water vapor is conveyed one after another to the space to be humidified with high efficiency. The conveyed vortex ring eventually becomes unstable and collapses. When the vortex ring collapses, the vortex ring collapses while maintaining the rotational force possessed by the vortex ring, so that the water vapor permeates into the surrounding air while drawing a tail in the form of a fine vortex. For this reason, it becomes a finer mist and can humidify space.
[0044]
When humidifying with a low-speed steam jet as in a conventional humidifier, material diffusion was the main means of transport, but in the present invention using a vortex ring, a vortex ring with small diffusion is used for conveyance by the rotational force, and it is necessary. It is possible to use a transportation device that transports to a clean space, and a device that separates transport and diffusion, which performs humidification by mixing and diffusion that penetrates into the air using the permeation phenomenon when the vortex ring collapses. It is possible to obtain a humidifying device for humidifying.
Here, although it demonstrated as a humidifier, it cannot be overemphasized that it can comprise as an air-conditioner which added cold air and warm air.
[0045]
Embodiment 2. FIG.
As an example of the fluid conveyance device according to the second embodiment of the present invention, a humidifier using a bellows mechanism for the pressurizing means 5 is shown. FIG. 3 shows a specific example of the humidifying device main body 1, in which 11 is a telescopic bellows provided on the circumference of the pressure chamber 4, and 12 is connected to the movable portion 14 via the connecting portion 13. A driving device 14 is a movable part connected to the pressure chamber 4 via the bellows 11. The driving device 12, the connecting portion 13, the movable portion 14, and the bellows 11 constitute the pressurizing means 5. Reference numeral 89 denotes a scent addition means, which will be described in the eleventh embodiment. Others are similar to those in FIG.
[0046]
Next, the operation will be described. By energizing the drive device 12, the drive device 12 causes a movement of moving the connecting portion 13 up and down at a predetermined cycle in the axial direction, and the up and down movement is transmitted to the connected movable portion 14. Since the movable portion 14 forming the pressure chamber 4 is connected to the upper portion of the pressure chamber 4 via the bellows 11, the volume of the pressure chamber 4 increases or decreases as the movable portion 14 moves up and down. Here, the drive device 12 has a mechanism for generating a controllable vertical motion, and may be any device that can control the pitch and vertical motion frequency (speed) of the vertical motion, such as a ball bearing and a servo. A combination of motors, a combination of cams that convert the rotational motion of the motor into vertical movement, a combination of linear motion solenoids, and the like are conceivable.
[0047]
When the movable unit 13 is displaced upward by the driving device 12, the volume of the pressure chamber 4 decreases, and the fluid in the pressure chamber 4 is pushed by the positive pressure from the vortex ring outlet 2 provided in the pressure chamber 4. After being blown out, the vortex ring 10 that goes straight in an arbitrary space is formed. Subsequently, when the movable unit 14 is displaced downward by the driving device 12, the volume of the pressure chamber 4 increases, and the negative pressure causes the negative pressure to suck air from the outside of the pressure chamber, particularly from the vortex ring outlet 2, and into the pressure chamber 4. Water vapor is supplied from the water vapor generating means 6 through the connected water vapor supply pipe 7. The water vapor generating means 6 continuously vaporizes the water supplied from the water tank 8 using the water pressure by the ultrasonic vibrator 50 and generates water vapor above the water surface 39. Thereafter, by repeating this cycle, it becomes possible to form a plurality of rectilinear vortex rings 10 in an arbitrary space at the same timing, and the water vapor contained in the vortex rings is rapidly and widely spread by the movement of the vortex rings. Conveyed and contributes to humidification of the space.
[0048]
In order to form a vortex ring having a longer reach, a rectifier (described later in FIGS. 7 and 8) such as a lattice, a honeycomb, or a mesh is installed in the pressure chamber 4 so that the turbulent component of the blown water vapor flow can be reduced. It is effective to remove.
[0049]
In the configuration as described above, a large amount of water vapor can be discharged at once by the bellows 11, so that it becomes an inexpensive and easy-to-handle apparatus for generating a larger and higher-speed vortex ring and at the same time a quiet operation.
[0050]
Embodiment 3 FIG.
As an example of the fluid conveyance device according to the third embodiment of the present invention, FIG. 4 shows a humidifier configured to change the volume of the pressure chamber 4 by the vertical movement of the piston. In the figure, reference numeral 15 denotes a piston provided in the pressure chamber 4. Since other parts are similar to those in FIG.
[0051]
Next, the operation will be described. By energizing the drive device 12, the drive device 12 causes the movement of the connecting portion 13 to move up and down in the axial direction at a predetermined cycle, and the vertical movement is transmitted to the connected piston 15. The volume of the pressure chamber 4 increases or decreases as the piston 15 provided so as to form one surface of the pressure chamber 4 moves up and down. Here, the drive device 12 has a mechanism for generating a controllable vertical motion, and may be any device that can control the pitch and vertical motion frequency (speed) of the vertical motion, such as a ball bearing and a servo. A combination of motors, a combination of cams that convert the rotational movement of the motor into vertical movement, and the like are conceivable. When the piston 15 is displaced upward by the driving device 12, the volume of the pressure chamber 4 is reduced, and the fluid in the pressure chamber 4 is pushed by the positive pressure, and the vortex ring outlet 2 provided in the pressure chamber 4. The vortex ring 10 is formed so as to go straight in an arbitrary space after being blown out. Subsequently, when the piston 15 is displaced downward by the driving device 12, the volume of the pressure chamber 4 increases, and the negative pressure causes the water vapor to be generated from the water vapor generating means 6 through the water vapor supply pipe 7 connected to the pressure chamber 4. Supplied.
[0052]
In such a configuration, since the vortex ring can be generated using the piston, the pressure rise in the pressure chamber can be increased, so that a large vortex ring can be discharged at a high speed and at the same time the vortex ring Generation frequency can be increased. The operation of the driving device 12 and the water vapor generating means 6 shown in the examples of the other embodiments 1 to 3 is performed by a controller (not shown).
[0053]
Embodiment 4 FIG.
In FIG. 5, as a means for changing the volume of the pressure chamber 4, a speaker is installed on one wall surface of the pressure chamber 4. Since other parts are similar to those in FIG. In the figure, 16 is a speaker for generating sound waves and pressurizing the pressure chamber 4, 17 is a speaker signal line for transmitting a signal for driving the speaker 16, and 18 is a control signal sent from the controller 19. This is an amplifier for amplification. Note that, for example, the ultrasonic vibrator 50 of the water vapor generating means 6 can be operated by this controller.
[0054]
Next, the operation will be described. A signal having a predetermined period and a predetermined voltage value transmitted from the controller 18 is transmitted to the amplifier via the speaker signal line 19. The transmitted signal is amplified by the amplification action of the amplifier 17 and further transmitted to the speaker 16 via the speaker signal line 19. The speaker 16 vibrates the vibrating body according to the amplified signal, and generates an impact sound wave inside the pressure chamber 4. When the speaker 16 vibrates in the direction of decreasing the volume of the pressure chamber 4, the fluid in the pressure chamber 4 is blown from the vortex ring outlet 2 provided in the pressure chamber 4 by being pushed by the impact sound wave, After being blown out, the vortex ring 10 that goes straight in an arbitrary space is formed. Subsequently, when the vibrating paper of the speaker 16 is displaced in the direction of increasing the volume of the pressure chamber 4, the water vapor is supplied from the water vapor generating means 6 through the water vapor supply pipe 7 connected to the pressure chamber 4 due to the negative pressure. .
[0055]
The operation of generating water vapor by the water vapor generating means may be performed in conjunction with the pressure change by the same controller 18 as shown in FIG. 5, or may be performed intermittently depending on the operation time. In such a configuration, since the vibration of the speaker 16 can be used, a small and efficient device can be configured.
[0056]
Since the vortex ring 10 is formed by applying the impact sound wave from the speaker 16 as described above, a slight sound is produced when the vortex ring 10 is blown out. This sound is not so loud, but it is an element that is inherently incompatible with air conditioning facilities that are ideal for quiet operation. A method for changing this sound to something that does not matter will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit block diagram showing an example in which this method is applied to the amplifier 17 of FIG.
[0057]
In the figure, reference numeral 161 denotes a playback device for playing back music software (CD, magnetic tape, etc. including sound effects such as sound of waves and chirping of birds). The music signal 162 drives the speaker 16 in FIG. 5 via the power amplifier 163. As a result, music can be heard from the vortex ring outlet 2, but the reproduced sound is set to be extremely weak and the audible music is also set to be minute. The vortex ring is not disturbed. Reference numeral 164 denotes a circuit for extracting a strong beat signal 165 from the music signal 162, which is a low-pass filter or a filter circuit whose characteristics are adjusted (for example, low-pass) so that only the sound of a specific percussion instrument (for example, drum) is extracted. Reference numeral 166 denotes a medium / high sound filter, and reference numeral 167 denotes a medium / high sound dedicated speaker.
[0058]
Since the pulse signal sequence of the timing of the music played back by the filter 164 is taken out, a strong beat timing signal is obtained therefrom. The strong beat signal 165 is converted into a pulse signal having a time length and shape suitable for strongly pushing out the vortex ring by a vortex ring blowing control circuit 166 for generating a pressurization signal, and then superimposed on the music signal 162 to the power amplifier 163. Entered. In addition, the music is heard from the middle / high tone dedicated speaker 167 with sufficient strength, and the vortex ring 10 is blown out in accordance with the strong beat of the music, so that the blowout sound of the vortex ring is drowned out by the music so that it does not matter. The moderate volume of the pressurizing chamber is convenient for operating the speaker 16 as a so-called bass reproduction speaker (woofer) in audio technology. In FIG. 6, it goes without saying that the speaker 16 and the speaker 167 are not necessarily different from each other.
[0059]
Embodiment 5 FIG.
As an example of the fluid conveyance device according to the fifth embodiment of the present invention, FIG. 7 shows a humidifying device using a compressor for sending pressurized air into the pressure chamber 4 to instantaneously increase the internal pressure to generate the vortex ring 10. In the figure, 20 is a compressor for compressing and supplying fluid into the pressure chamber 4, 21 is a valve for controlling fluid supplied from the compressor 20 to the pressure chamber 4, 22 is a compressor 20, valve 21, and pressure chamber 4. , 23 is a chamber provided between the compressor 20 and the valve 21, and 24 is a rectifier such as a lattice, honeycomb or mesh provided in the pressure chamber. Since other parts are similar to those in FIG.
[0060]
Next, the operation will be described. By energizing the compressor 20, compressed air is sent into the chamber 23. This compressed air cannot enter the pressure chamber 4 because the valve 21 provided between the pressure chamber 4 and the chamber 23 is closed. Here, when an opening command is transmitted from the controller 18 to the valve 21, the fluid compressed by the compressor 20 enters the pressure chamber 4 vigorously through the pipe 22. The intruding fluid passes through a rectifier 18 provided in the pressure chamber 4 and is rectified by losing drift and turbulence components, and is further blown out from a plurality of vortex ring outlets 2 provided in the pressure chamber 4. Subsequently, when a closing command is transmitted from the controller 18 to the intake valve, the fluid compressed by the compressor 20 is blocked by the valve 21, so that the intrusion of compressed air into the pressure chamber 4 stops, At the same time, the ejection of fluid from the vortex ring outlet 2 is also stopped. The fluid mass blown out in this way forms a vortex ring 10 that goes straight in an arbitrary space. Here, in order to control the discharge frequency of the vortex ring 10, the opening / closing signal of the valve 21 output from the controller 18 is output the same number of times as the generation frequency of the vortex ring 10. Further, in order to control the blowing speed of the vortex ring 10, the compression pressure of the compressor 20 is controlled to a predetermined value.
[0061]
With this configuration, since a compressor that compresses fluid can be used, a high-speed vortex ring train can be discharged with a relatively high compression force. In addition, the overall configuration is simplified and a practical device can be obtained.
[0062]
Embodiment 6 FIG.
As an example of the fluid conveyance device according to the sixth embodiment of the present invention, FIG. 8 shows a humidifier that pressurizes using a blower. In FIG. 8, 25 is a fluid supply path, 26 is a diffuser provided on one wall surface of the pressure chamber 4, 27 is a rotary disk provided so as to cut the fluid supply path 25, and 28 is provided on the rotary disk 27. 29, a motor 29 for driving the rotary disk 27, 30 a motor signal line provided between the controller 18 and the motor 29 for transmitting a control signal of the motor 29, and 31 at one end of the fluid supply path 25. The connected blower 32 is a blower signal line for connecting the blower 31 and the motor 29. Since the other configuration is similar to that of FIG. 3, detailed description thereof is omitted.
[0063]
Next, the operation will be described. The blower 31 is driven at a predetermined rotational speed by the control signal of the controller 18 transmitted to the blower 31 via the blower signal line 32, and the fluid sucked from the suction port of the blower 31 is blown from the end of the fluid supply path 25. To do. A rotating disk 27 having a predetermined number of slits 28 is installed in the fluid supply path 25 connecting the blower 31 and the pressure chamber 4. The rotating disk 27 is controlled to a predetermined rotational speed by a control signal transmitted from the controller 18 via the motor signal line 30. When the rotary disk 27 rotates, the fluid blown from the blower 31 is supplied to the pressure chamber 4 only during the time when the opening cross section of the slit 28 and the fluid supply path 25 coincides. The fluid divided by the slit 28 and blown toward the pressure chamber 4 is spread evenly in the pressure chamber 4 by the diffuser 26 provided at one end of the pressure chamber 4, and further, the rectifier 24 provided in the pressure chamber 4. The turbulent component is lost and rectified, and then blown out from the vortex ring outlet 2 provided on one wall surface of the pressure chamber 4 to form the vortex ring 10 that goes straight in an arbitrary space. Here, the shutter mechanism composed of the rotating disk 27 having the motor 29 and the slit 28 may be any mechanism having a function of dividing the fluid blown from the blower 31 based on the control signal transmitted from the controller 18. For example, a solenoid valve can be used instead.
[0064]
In such a configuration, since compressed air is sent by the blower 31, reliable fluid replenishment can be performed with a small pressure, and handling is simple.
[0065]
Embodiment 7 FIG.
The invention of locally humidifying using the conveying ability of the vortex ring 10 in the fluid conveying apparatus or humidifying apparatus using the vortex ring shown in FIGS. 1 to 8 will be described with reference to FIG. In the figure, 45 is a flexible duct that is extendable and changeable in direction and connected to the edge 3 constituting the vortex ring outlet 2, and 46 is a connecting pipe for connecting the vortex ring outlet 2 to the humidifier body 1.
[0066]
By configuring the vortex ring outlet 2 with the flexible duct 45 and making it possible to direct the opening direction in an arbitrary direction with reference to the humidifier body, the traveling direction of the vortex ring 10 can be freely changed. In this case, a specific space to be humidified can be quickly and locally humidified using the high-speed transport of water vapor, which is a feature of the vortex ring 10. It is also possible to control the direction of the duct using a motor. In the figure, the flexible duct 45 is used to change the opening direction of the vortex ring outlet 2, but any mechanism such as a hinged duct pipe may be used as long as the opening direction can be changed freely. In the above description, the configuration in which the vortex ring is blown from the bottom to the top has been explained. The mass can be transported, and the orientation thereof can be further adjusted by the configuration of FIG. 9, so that a user-friendly device can be obtained.
[0067]
Embodiment 8 FIG.
The movement of the vortex ring group when the vortex ring 10 is continuously ejected from the vortex ring outlet 2 at an arbitrary timing will be described in detail.
Consider two vortex rings 10 of the same size that are coaxial and move in the same direction on a straight line. FIG. 10 is a schematic diagram of two vortex rings that run straight on the same straight line. The two vortex rings 10 released into the space have a diameter Ra of the rear vortex ring 10a which is reduced by the induced speed 38 generated by the vortex movement of the preceding vortex ring 10b. The diameter Rb of the vortex ring 10b increases. Here, in general, when the vortex ring 10 is stretched and the diameter decreases, the vorticity increases, the rotational angular velocity of the fluid in the vortex tube increases, and conversely, if the diameter decreases and the diameter increases, the vorticity decreases. Thus, fluid particles rotate slowly.
Therefore, the forward speed of the rear vortex ring 10 a increases and the forward speed of the front vortex ring 10 b decreases, so that the rear vortex ring 10 a finally passes through the front vortex ring 10. Here, the context of both is reversed, and thereafter the same movement is repeated.
[0068]
Such an interference phenomenon between the two vortex rings 10 varies depending on conditions such as the strength of the vortex, the forward speed of the vortex ring, the diameter of the vortex ring, the distance between the vortex rings, that is, the discharge time interval of the vortex rings. For example, when the distance between the vortex rings is long (the discharge interval of the vortex rings 10 is long), the vortex rings do not interfere with each other and go straight while maintaining the positional relationship. On the contrary, when the interval between the vortex rings is narrowed, it is obvious that the above-mentioned passing phenomenon occurs.
[0069]
Furthermore, it is considered that the vortex rings 10 are not limited to one pair and are successively ejected into the space. With regard to this one row of vortex ring trains, basic experimental studies have been made by Yamada et al. (Nagare 3, Japan Fluid Mechanics Society, 1984, pages 364-377, or Nagare 5, 1986, pages 45-53). The movement of the vortex ring train is classified according to the vortex Reynolds number Re and vortex Stanton number St of the vortex ring, and the interference mode in which the vortex rings interfere with each other, the overtaking mode in which the vortex rings overtake each other, and the interference does not interfere with each other. It is reported that it can be combined into a freezing mode that moves in a short time, a combined mode in which several vortex rings are combined, and the like. Here, when the ejection speed U at the outlet 2 of the vortex ring 10, the diameter D of the outlet 2, the kinematic viscosity coefficient ν of the fluid, and the ejection frequency f per unit time of the vortex ring 10,
Vortex Reynolds number: Re = UD / ν = Γ / ν (1)
Vortex Stanton number: St = fD / U = fD2 / Γ (2)
Defined by
[0070]
Here, considering that the vortex ring 10 is blown out assuming that the diameter D of the vortex ring outlet 2 and the dynamic viscosity coefficient ν of air containing water vapor are fixed values, the jet velocity U of the vortex ring 10 is increased. As the vortex Reynolds number Re is increased, the motion of the vortex ring train changes in the order of the interference mode, the coalescence mode, and the overtaking mode. Furthermore, in the vortex Reynolds number in which the coalescence mode or the overtaking mode occurs, a freezing mode in which the front and rear vortex rings 10 do not interfere with each other appears by reducing the ejection frequency f of the vortex ring 10, that is, by reducing the vortex Stanton number St. From the above, by controlling the vortex Reynolds number Re and the vortex Stanton number to appropriate values, the vortex ring train ejected in a pulse manner from the single outlet 2 at a constant time interval can be obtained from the apparatus shown in FIGS. Further, it is possible to configure such that the center axis of the outlet 2 goes straight in a line, overtakes each other, or merges without mutual interference. That is, when the diameter D of the vortex ring outlet 2 of the apparatus is fixed, the interference mode, coalescence mode, overtaking mode, and freezing mode are controlled by controlling the ejection speed U of the vortex ring 10, that is, the contraction pressure or frequency f of the pressure chamber 4. The vortex ring 10 containing water vapor can be ejected in any vortex ring train mode.
[0071]
On the other hand, the phenomenon in which the vortex ring 10 collapses is a case where the vortex ring 10 is first blocked by an object placed in the middle of its progress or is attracted to an object disposed in the vicinity of the passage along which the vortex ring 10 travels. Secondly, when a large number of vortex rings are generated in parallel rather than the generation of a single vortex ring, the parallel vortex rings of the parallel vortex ring array are attracted to each other. Third, it occurs when the rotational force of the vortex ring cannot keep the vortex ring. If there are no obstructions, the distance between the vortex rings and the vortex ring's collapsing distance, i.e., the position where the vortex ring collapses, is fixed. It depends on.
[0072]
Actually, for example, in the humidifying apparatus 1 having the pressurizing means 5 constituted by the speaker of FIG. 5, the frequency of the control signal sent from the controller 18 is appropriately adjusted to control the ejection frequency of the vortex ring 10 or the amplifier 17. (For example, if the input voltage of the speaker is increased, the vibration width of the speaker is increased, the compression rate of the pressure chamber 4 is increased, and the ejection speed of the vortex ring 10 is increased. Conversely, if the input is reduced, the compression is performed. The rate decreases and the ejection speed of the vortex ring 10 decreases.) By controlling the ejection speed of the vortex ring 10, humidification can be performed in a space separated by a predetermined distance, or the vortex Reynolds number and vortex Stanton number are controlled. Any vortex train mode can be formed. The control mentioned above is not only that the values can be adjusted manually, but also the program control that automatically changes those values over time, or changing them regularly or randomly for each swirling vortex ring. Also means.
Further, all of the variables may be controlled, or only one of them may be controlled.
[0073]
Of course, also in the humidifying device 1 using the other pressurizing means 5, since it is easy to control the ejection speed and the ejection frequency of the vortex ring 10, the vortex ring 10 containing water vapor blown from the humidifying apparatus 1 is It can be blown out arbitrarily so as to be a vortex ring train that travels while being united, a vortex train train that travels in a regular manner at regular intervals, or a vortex train that travels over time.
[0074]
A specific application example of such a phenomenon is shown in FIG. In FIG. 11, each vortex ring is not blown in the same direction at a constant speed, but is blown with changing the speed V and the direction θ every other piece, for example. For convenience of explanation, of the two continuous vortex rings, the one blown first is 10b, the one blown later is 10a, and the blowing speeds of the vortex rings 10a and 10b are Va and Vb, respectively. Reference numeral 170 denotes a blowing speed control circuit, which controls so that Vb <Va and the vortex blowing directions are at different angles. The time interval between the two vortex rings 10a and 10b is assumed to be t seconds.
When doing so, as shown in FIG. 11, the blown vortex ring 10a gradually approaches the forward vortex ring 10b (because the direction is different, and is lined side by side), and eventually the vortex ring 10a catches up with the vortex ring 10b and lines up. Attracting and contacting each other, the vortices are perturbed, the vortex disappears rapidly, and the gas diffuses at that location. Since the blowing direction is deviated by the angle θ, the subsequent vortex ring 10a does not go through the previous vortex ring 10b.
[0075]
When the distance traveled before disappearing (catch up) is L, and the time required to catch up with the vortex ring 10b after the vortex ring 10a is blown is T seconds.
T = L / Va = (L−Vb × t) / Vb (3) is established.
From this, L = t · (Va · Vb) / (Va−Vb) (4)
By controlling t, Va and Vb, the device can be operated so that the vortex ring disappears at an arbitrary distance L and the gas diffuses. In order to change the blowing direction, for example, the flexible duct 45 shown in FIG. 9 of the seventh embodiment is swung with a solenoid or the like, or a method of rotating an obliquely opened duct described later in the eleventh embodiment is used. It ’s fine.
As a result, a person in the vicinity of the disappearance of the vortex does not feel the vortex ring directly to the body and receives the gas after diffusing, thereby improving the comfort of the air conditioning.
[0076]
FIG. 12 shows an example in which an adjusting device for changing the vortex ring ejection speed is provided. A vortex ring speed adjusting device 52 is provided on the side surface of the humidifying device 1 of FIG. This vortex ring speed adjustment device has knobs such as L, M, S, AUT, remote position setting, intermediate position setting, close position setting, automatic switching from far to close, and humidification over a wide range of positions. Can be switched with. The distance between the vortex rings, that is, the frequency is set in conjunction with this speed, and the vortex ring speed can be changed in this way, so that, for example, humidification is performed from a distance to a required place, or the entire large space is A device capable of automatically humidifying is obtained. Of course, the distance may be kept constant so that the advancing state of the vortex ring can be obtained freely, or the mode can be changed by changing the distance. When configured in this way, the motion mode of the vortex ring train in which the vortex rings 10 blown into the space from the vortex ring outlet 2 proceed side by side can be arbitrarily selected. It is possible to humidify the space using the columns.
[0077]
On the other hand, with respect to the generated frequency, by providing the humidifier 1 with a controller that controls the generated frequency of the vortex ring, the user can select any vortex ring movement simply by adjusting the knob of the controller. You can provide exercise modes according to your preference.
In addition, if the vortex ring ejection frequency is baked (stored) in the ROM attached to the controller in advance, the motion mode of the vortex ring train described in the program can be automatically realized, and the more complicated vortex ring 10 can be realized. Display is possible.
[0078]
Embodiment 9 FIG.
The humidification apparatus by Embodiment 9 of this invention and the application example as this decoration apparatus are shown to FIG. The presence of the vortex ring 10 can be clearly recognized by irradiating light to the vortex ring group containing water vapor that is blown into an arbitrary space. FIG. 12 shows a configuration in which a lighting function is added to the humidifying device 1 using the vortex ring 10. In the figure, 40 is an illumination device provided on the upper surface of the main body in the vicinity of the vortex ring outlet 2, and 41 is light emitted from the illumination device 40. Reference numeral 53 is a lighting switch, and 54 is a humidity setting device. The vortex ring group that is continuously discharged into the space from the vortex ring outlet 2 provided in the humidifier 1 and travels straightly contains water vapor, and therefore diffuses the light 41 irradiated with a certain degree of directivity from the lighting device 40. The effect of raising only the vortex ring 10 from the surrounding space is produced. Here, the lighting device does not depend on the type of the lighting device as long as it does not exist in the space and causes irregular reflection by impurities contained in the fluid. For example, the indoor atmosphere can be changed by applying light of various colors or changing the type of these lights. However, in addition to the original humidification purpose of the humidifier, it is not necessary to use a light source that is strong enough to stimulate the viewer's optic nerve extremely because of the nature used for interior decoration. Furthermore, a more fantastic situation can be created by performing dimming such as the intensity and type of light or turning it on and off.
[0079]
The light 41 emitted from the illumination device 40 may be in the form of a sheet. In this case, the vortex ring 10 is recognized by the sheet light 41 so as to lift the cross section. In order to further promote the effect of the present invention, it is desirable to maintain the space where the vortex ring is blown out in a dark state. If intermittent light such as a strobe is used, the vortex ring can appear to stop or move slowly. As described above, changing the light intensity, color, light type, on / off, shape, fluctuation, blink, etc. is collectively referred to as a change in illumination irradiation in the present invention.
[0080]
By comprising in this way, presence of the vortex ring | wheel 10 which moves in the space can be recognized clearly. Such an example will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an external view showing an example of an interior decoration device having a humidifying function and a lighting function. If comprised in this way, the light 41 irradiated from the illuminating device 40 will strike the vortex ring 10 discharged from the vortex ring outlet 2, and various movements of the vortex ring 10 that are regularly arranged, overtaken, and merged into the space. It can be used as indirect lighting as well as a beautiful interior decoration. Needless to say, the vortex ring 10 rapidly humidifies the entire space. FIG. 12 shows an example in which an illumination switch 53 and a humidity setting device 54 are provided in addition to the vortex ring speed adjusting device 52. The illumination switch 54 can be turned on / off to turn on / off the illumination. Also, by switching the humidity setting device to D (dry), W (wet), and OV (mist), the operation of the water vapor generating means can be stopped to transport a dry air mass without water vapor, It is possible to operate in a wet state, which is normal humidification, or to generate water vapor excessively and spray moisture onto the exposed roots of the foliage plant. The operation of such an adjusting device is fixed to the magnitude and frequency of the pressure corresponding to the setting when the humidifying space is set by the control device provided in the controller 18, If the mode changes automatically, the pressure and frequency are automatically changed. Further, it is possible to change the supply of water vapor, for example, heating and ultrasonic oscillation, from stop to maximum in accordance with the humidity setting state. For example, the illumination intensity can be modulated by the music signal of the music reproducing apparatus shown in FIG.
[0081]
Embodiment 10 FIG.
An example in which the humidifying device of the present invention is used as a decoration device will be described. FIG. 14 is an external view showing an example of a humidifier / decorator using the vortex ring 10. As shown in the figure, the external appearance of the humidifying device main body 1 is formed like a steam locomotive, and the vortex ring outlet 2 is configured to coincide with the chimney of the locomotive. 5, water vapor generation means 6, water vapor supply pipe 7, water tank 8, water distribution pipe 9, etc. are provided (not shown). Further, an illumination device 40 for lighting up the blown vortex ring 10 is attached in the vicinity of the chimney, that is, the vortex ring outlet 10. With such a configuration, the humidifier 1 can be regarded as a steam locomotive, so that a humorous interior decoration having a humidifying function and a lighting function can be obtained.
[0082]
The example up to FIG. 14 shows an example in which the pressure chamber and the tank are configured in a box-like shape in parallel, but FIG. 15 shows an example of a cylindrical configuration in which the pressure chamber is placed on the top and the tank is placed on the bottom. Show. In FIG. 15, 1 is a humidifier, 2 is an outlet, 4 is a pressure chamber, 6 is a water vapor generating means provided concentrically in the cylinder of the humidifier 1 provided in the same space as the pressure chamber 4, 8 A tank for supplying water so as to keep the water surface 39 of the water vapor generating means substantially constant, 16 is a speaker fixed at the center of the water vapor generating means 6, and 57 is a wiring provided at the lower part of the water tank 8 covered by the tank. A control box for operating the speaker 16 by 19, 58 is a water supply valve for supplying water to the tank 8 from the outside, 59 is a power outlet for connecting a power cord, and 60 is a drain hole. The operation of the speaker 16 is controlled by the control of the controller in the control box 57. Similarly, the temperature of the heater 56 is raised to generate water vapor. As a result, a vortex ring is generated from the vortex ring outlet 2. Such a configuration enables a thin and small device.
[0083]
Although the control box 57 is provided under the water tank 8 to simplify the take-out of electrical components from the bottom, it is more attractive if the arrangement is reversed and water is supplied by taking out the tank. The structure of a humidifying device with good quality is obtained. Such an example is shown in FIGS. FIG. 16 shows a humidifier disposed in a restaurant or the like, FIG. 16 (a) is an overall view, FIGS. 16 (b) and 16 (c) show the configuration of the humidifier, 90 is a table adjacent to the passenger seat, 91 Is a desktop humidifier supported on a stand 93 on the stand 90, 92 is a wall-mounted humidifier attached to the wall by a wall-mounted adapter 94, and 95 is an illuminator that illuminates the vortex ring. In this humidifier, the vortex ring outlet 2 is disposed in the upper part, and the water tank 8 is screwed into the lower part so as to be separable from the humidifier body. In this example, the vortex ring is lifted using indoor lighting to make a nice looking figurine. In addition, by changing the structure of the stand base 93 and the wall adapter 94 or changing the angle of attachment, it is easy to direct the direction in which the vortex ring blows out sideways or toward the center of the room. That is, when the pressure chamber, the pressurizing device, and the tank are arranged in series, an elongate device that can be arranged not only in the vertical direction but also in the horizontal and oblique directions is obtained, and the form becomes easy to use.
[0084]
FIG. 17 shows an example in which a humidifier is provided to serve also as a partition column. FIG. 17 (a) is an explanatory diagram of partitioning between seats and passages in restaurants and offices, and FIG. 17 (b) is an explanation of providing a humidifier that also serves as a column for counters such as banks, securities and ticket centers. FIG. Reference numeral 96 denotes a partition that partitions a passage whose upper part is transparent and whose lower part is opaque, 97 is a support that supports the partition 96, and the partition is supported by being inserted into the support. A vortex ring outlet 2 is provided at the upper part of the humidifier 1 to which the humidifier body 1 is fixed at the upper part of the support column 97, and the vortex ring 10 is blown out. Reference numeral 98 denotes a partition fixed on the counter, and this transparent partition forms a window. In this way, the humidifier can be used as a part of another device such as a partition column, and an effective device that is not conspicuous can be obtained. FIG. 18 is an example of a fishing-type humidifier used in a museum, etc. FIG. 18 (a) is an overall explanatory view, and FIG. 18 (b) is a diagram showing the configuration of this humidifier. Reference numeral 99 denotes a power supply wire, which is attached to a rail disposed on the ceiling via a pulley. The humidifier 1 is suspended by a power wire 99 fixed to a rectifier 24 (not shown in FIG. 18, see FIG. 8) provided in an upper pressure chamber. The vortex ring is blown out from the upper vortex ring outlet 2, but the vortex ring 10 advances along the wire 99 without being disturbed by the wire 99 that is much thinner than the diameter of the outlet 2. If this suspended humidifier is shaken and the vortex ring approaches the wire, then the vortex ring will collapse. However, there is no problem in humidifying the entire room. It is preferable to wind up the humidifier so as not to get in the way when the exhibits are displayed at different periods, that is, when the humidifier is not used.
[0085]
Embodiment 11 FIG.
In the humidifying device and the decoration device using the vortex ring shown in FIGS. 1 to 18, it is possible to incorporate not only water vapor but also a scent element into the jetted vortex ring, and to harmonize temperature instead of humidity. For example, the atomized scent element is ejected into the pressure chamber 4 or, as shown in FIG. 3, the scent addition means 89 having a liquid dropping function is provided so as to communicate with the water vapor generation means 6, A fragrance is added to the vortex ring 10 by dropping a liquid scent element onto the water surface in the water vapor generating means 6 as needed, or by providing a scent addition means 89 having a similar dropping function to the compression chamber. be able to. For example, if the scent element is a substance that acts on human nerves from the olfactory sense such as mint, citrus, and rose and is expected to have a medical effect, the effect of aromatherapy can be obtained while humidifying the space.
[0086]
Embodiment 12 FIG.
FIG. 19 to FIG. 22 show examples of an air conditioner capable of adjusting cold, warm and humidity. FIG. 19 is a perspective view of a ceiling-embedded air conditioner. Normally, the air conditioner main body 61 is embedded in the ceiling and installed so that only the decorative panel 62 is exposed in the room. The room air sucked from the suction port 64 is cooled or heated in the main body and blown into the room from the blowout port 63. In this example, it is embedded in the ceiling and the outlet has one structure. However, the present invention can cope with any structure regardless of where the outlet is embedded. FIG. 20 is a cross-sectional view showing the configuration inside the indoor unit main body of the air conditioner. 66 is a heat exchanger that cools and warms the air sucked by the fan 65, 67 is a blow-out duct that is a passage for blowing air to the blow-out port 63, and 71 is added to the compression chamber 4 through the additive injection pipe 74. An additive replenishing container containing an additive arranged so as to be able to inject an object, 73 is a ventilation pipe for sucking air cooled or heated by the heat exchanger 66 into the pressure chamber 4, and 45 is connected to the pressure chamber A flexible duct 75 connected to the vortex ring outlet 2 is a rotation drive device that changes the direction of the edge 3 constituting the vortex ring outlet 2 while rotating.
[0087]
Next, the operation will be described. When the fan 65 is driven and rotated, the air conditioner main body 61 sucks air, cools the air with the heat exchanger 66, and blows out the cooled air from the outlet 63 into the room. The pressure chamber 4 sucks air cooled by a pressurizing means (not shown) through the air duct 73 and blows out the vortex ring from the vortex ring outlet 2. A scent component liquid is dropped into the pressure chamber 4 from the scent addition means 71 into the pressure chamber 4. Further, the vortex ring outlet 2 is connected to the vortex ring outlet 2 from the pressure chamber 4 through the flexible duct 45. Further, since the edge of the vortex ring outlet 2 is inclined, the direction of the outlet is determined by rotating this edge portion. Can change the direction of the vortex ring. As a result, the cooled air as an air conditioner blows out and circulates from the outlet 63 into the room, but a fragrance is added to the cooled air separately to a predetermined place. The fragrance is added by opening the valve every time the pressure in the pressure chamber 4 changes. In this way, the scent is added to the air in the vortex ring different from the air that is blown out from the outlet 63 and air-conditions the room. As a result, for example, the vortex ring can collapse and infiltrate the scent only in places where people always exist or where the scent is necessary. In addition, the generation of the vortex ring may be performed intermittently, and there is no waste and the scent can be efficiently drifted. In the above description, an example of one vortex ring outlet is shown for one pressure chamber, but a plurality of, for example, four vortex ring outlets may be provided for one pressure chamber. In addition, each flexible duct can be used to direct the direction of each outlet.
[0088]
FIG. 21 is a cross-sectional explanatory view of an air conditioner that is an air conditioner provided in a general household room. Normally, the indoor unit 70 is attached to a wall surface in the room, and the indoor air sucked from the suction port 64 is cooled or heated in the apparatus and blown out from the blower port 63 into the room. 66a, b, and c are heat exchangers that cool and warm the air sucked by the fan 65, 68 is a wind direction plate that is provided at the outlet 63 and changes the air blowing direction, and 72 is a body casing of the indoor unit 70. A wind tunnel that is attached and forms a blow-out duct, 73 is a ventilation pipe that draws air cooled by the heat exchanger 66 from the cold air intake port 77 into the pressure chamber 4, and 76 is usually provided between the ventilation pipe and the pressure chamber. It is a lid that is closed by gravity, and when the pressure in the pressure chamber 4 is increased by a pressurizing means (not shown), the inflow of air from the ventilation pipe 73 is closed, and when the pressure decreases, the air that has been opened and cooled is brought into the pressure chamber. It is a lid that flows in. 78 is a Peltier element for further cooling the air in the pressure chamber, 45 is a flexible duct connected to the pressure chamber 4 and connected to the vortex ring outlet 2, and 3 is an edge constituting the vortex ring outlet 2, and its direction is determined by the rotary drive device 75. It is a structure that can be changed by rotating.
[0089]
Next, the operation will be described by taking cooling as an example. When the fan 65 is driven and rotated, the air conditioner sucks air, cools the air with the heat exchanger 66, and blows out the cooled air in the direction of the wind direction plate 68 from the outlet 63. The pressure chamber 4 sucks air cooled by a pressurizing means (not shown) through the ventilation pipe 73 which is a flexible hose, and blows out the vortex ring from the vortex ring outlet 2. The air cooled by the heat exchanger 66 is sucked into the pressure chamber 4 and further connected to the vortex ring outlet 2 from the pressure chamber 4 through the flexible duct 45, and the vortex ring outlet 2 is inclined at the edge 3. Since the edge portion is rotated and changed in direction, that is, the direction of the blowout port is changed, the direction in which the vortex ring is blown is changed. As a result, the cooled air as the air conditioner is blown into the room through the outlet 63 and circulates, but another air can be blown by a row of intermittent vortex rings in a predetermined direction separately from the air. Moreover, since the air in the pressure chamber 4 is further cooled by the Peltier element 78 from the air cooled by the heat exchanger 66, the air blown by the pressure from the pressure chamber is colder than the air blown from the air outlet 63. Sent out. The Peltier cooler absorbs heat and dissipates heat by flowing current with an electronic cooling device having a simple structure in which n and p-type semiconductors are joined by metal pieces. The cooling capacity ranges from several W to several hundred W, and the inside of the container can be rapidly cooled. However, if it takes time to cool the capacity in the container to a predetermined temperature, it is necessary to extend the time interval for applying pressure, that is, the intermittent time.
[0090]
Although an example in which an electronic cooling device is used as a method for generating air that is cooler than the air circulated from the outlet 63 is not limited thereto, the temperature of the air cooled by, for example, a heat exchanger is set to a pressure. There is a method in which the air in the vicinity of the cold air inlet 77 to the chamber 4 is cooled from other portions. A configuration example of the refrigeration cycle in this case is shown in FIG. 22, in FIG. 22, 80 is a compressor provided in an outdoor unit not shown, 82 is a condenser disposed in the outdoor unit and connected to the compressor 80, 81 is an expansion valve, and 83 is a capillary tube, both of which expand the refrigerant. It is set. That is, the air passing through the heat exchanger 66d has a lower temperature than the air passing through 66a, b, c, and the air passing through all the heat exchangers is mixed into the outlet 63, but this air is mixed in the vicinity of the cold air inlet 77. The temperature is lower than air. Thus, by providing the refrigerant pipe connection as in the refrigeration cycle of FIG. 22, the temperature of the cooled air sucked into the pressure chamber 4 can be made lower than the temperature of the air blown by the fan. In addition, the structure which connects the cooling by a Peltier element and a heat exchanger in parallel, and makes the temperature of each refrigerant | coolant differ and lowers the temperature of a pressure chamber is the air blown out from a pressure chamber compared with the temperature of the ventilation by a fan. This is a case where the temperature is to be cooled by a difference of 5 degrees or more. If a temperature difference of several degrees below that is acceptable, the piping of the heat exchanger 66, which is an evaporator, is controlled by controlling one expansion valve without using the electronic cooling and keeping the refrigeration cycle in parallel. Can be obtained by connecting the heat exchanger in the vicinity of the cold air inlet 77 to the downstream side, that is, the suction side of the compressor, and performing control to lower the temperature on the suction side by refrigeration cycle control.
[0091]
In recent years, air conditioning that circulates in a room for cooling is often set to, for example, about 25 to 28 degrees from the viewpoint of energy saving or a temperature at which it is easy to act. However, when working without studying or moving in a room where a cooling operation of 28 degrees, which is a relatively high temperature, is performed, problems remain in comfort and efficiency. In such a case, by blowing air at a temperature lower than that of indoor cooling only at a specific location (location where people are present), while realizing energy saving, you can feel comfortable and work and study at that location. The efficiency of will increase. In this case, it is possible to receive cold air hard by directly colliding with a block of cold air, or to receive soft cooling softly mixed and stirred by collapsing the vortex ring in the vicinity. In particular, when a change in air pressure is felt, a sufficient effect can be obtained even if the temperature difference is small.
[0092]
In the above description, a small amount of air mass is used as an auxiliary air conditioner for the main air conditioner, and it is comfortable to the human body with a much lower air volume than the main air volume circulating in the room. Therefore, good air conditioning can be obtained without using much energy. Moreover, the more you perform intermittently, the more you can feel the change, the greater the impact on the human senses, and the more energy you can reduce. Furthermore, the presence or movement of a person is detected by a detection device such as infrared rays, and effective air cooling or heating can be performed by blowing auxiliary air in accordance with the movement.
Furthermore, it is also possible to stop the main air blow of the air conditioner and discharge only the vortex ring 10. In this case, it goes without saying that the functions as a spot-like blower, a humidifier, and a scent conveying device are fulfilled.
[0093]
In the present invention, an example of a humidifier in which a fluid in which air and water vapor are mixed is conveyed as a mass of air has been described. However, it is natural that the liquid is not limited to water and the gas need not be limited to air. is there. For example, using a plurality of fluid transfer devices such as steam, different chemical liquids are converted into steam and blown out as vortex rings, and the vortex rings of the plurality of fluid transfer devices are blown out into one place, for example, a reaction tower, in a mist form. A system in which compounds are synthesized by mixing and reaction is also possible. Furthermore, as a device other than the humidifying device, a device for performing treatment or makeup by applying a vortex ring containing steam to the human body is also possible. For example, it can be used by adding chemicals to a machine that inhales into a human throat and performs treatment and washing. In this case, the mixing of the chemical and the vapor is often performed by the rotation of the vortex in the vortex ring, so that the permeation effect is remarkably obtained.
[0094]
Embodiment 13 FIG.
FIG. 23 shows a configuration of an air conditioning system according to the thirteenth embodiment. In the figure, reference numeral 112 designates a synchronous control device for sending a vortex ring generation command signal to the two air conditioners 110 and 111 so as to match the blowing timing of the vortex ring. Although not shown, the blow speed command signal may be sent simultaneously to control the speed.
The two air conditioners 110 and 111 are installed such that the blowing directions of the vortex rings cross each other so that the blowing direction of the vortex rings is directed to the desired vortex ring extinction point 113 (near the place where the person is present). The blow-out timing is adjusted so that the vortex rings come into contact with each other just in the vicinity of the vanishing point 11 3. As a result, the vortex ring can be eliminated at an arbitrary position.
[0095]
In the above description, two air conditioners are installed, but it goes without saying that a plurality of air conditioners may be used. Further, for example, one unit may be a different type of air conditioner, such as a heating device, and one unit a humidifier. Further, as shown in FIG. 24, one pressurizing chamber 4 may have two or more vortex ring outlets 211 and 212. The vortex ring outlets 211 and 212 of FIG. 24 are provided so that the outlet directions intersect each other. However, when the interval between the two outlets is small, the diameter of the vortex ring will eventually increase or even if they are not crossed, they come into contact with each other.
[0096]
【The invention's effect】
As described above, the fluid conveyance device according to the first aspect of the present invention is configured to apply pressure to the fluid containing the generated vapor, and to blow out the fluid, which is pressurized by the pressure means, into the space as a vortex ring. A vortex ring outlet is provided, and at least one of the vortex ring blowing time interval, speed, and pressurizing pressure is controlled, so that steam can be diffused rapidly over a wide range of an arbitrary space.
[0097]
In addition, since the fluid conveying device according to the second aspect of the invention is configured so that the opening direction of the vortex ring outlet can be arbitrarily changed, it can diffuse quickly locally.
[0098]
In addition, the fluid conveyance device according to the third aspect of the present invention is configured to change the motion of the vortex ring by controlling the time interval at which the vortex ring is discharged, the ejection speed, or the magnitude of the pressure. However, it can spread quickly.
[0099]
In addition, since the fluid conveyance device according to the fourth aspect of the present invention includes the light source that illuminates the traveling position of the vortex ring, it can be used as indirect illumination as well as a beautiful interior decoration.
[0100]
In addition, the fluid transfer device according to the fifth aspect of the present invention enables quick and wide-range diffusion even in a wide space.
[0101]
In addition, the fluid conveyance device according to the sixth aspect of the present invention can diffuse into the space by using a vortex ring train that is beautiful and varied in appearance.
[0102]
In addition, since the fluid conveyance device according to the seventh aspect of the present invention includes the scent addition means for adding a scent to the vortex ring containing water vapor, the effect of aromatherapy can be obtained simultaneously with humidifying the space.
[0103]
Moreover, since the fluid conveyance apparatus of the invention of Claim 8 can convey a fluid to a required space, the apparatus corresponding to any space is obtained.
[0104]
In addition, the fluid conveying device according to the ninth aspect of the invention can select a fluid that does not contain any vapor to a fluid that contains excessively, and can obtain a device that can be used according to the application.
[0105]
As described above, the humidifying device according to the tenth aspect of the present invention can rapidly humidify a desired range for any space.
[0106]
Further, the humidifying device according to the eleventh aspect of the invention can provide a highly reliable device that performs effective humidification with a simple structure.
[0107]
As described above, the air conditioning apparatus according to the twelfth aspect of the present invention is capable of auxiliary air conditioning in a specific space and is easy to use and has a high utility value.
[0108]
The air conditioner according to the thirteenth aspect of the present invention enables air conditioning with low energy and high comfort and high utility value.
[0109]
In the air conditioning apparatus according to the fourteenth aspect of the present invention, an apparatus with a small energy corresponding to the global environmental measures can be obtained without sacrificing comfort.
[0110]
In the air conditioner according to the present invention, the pressurization control device that intermittently generates the vortex ring has a blowing speed control circuit that gives an arbitrary difference between the blowing speeds of two continuous vortex rings. Control to eliminate the vortex ring can be performed, and the comfort of air conditioning can be improved.
[0111]
In addition, the pressurization control device can perform control to maintain a specific relationship between the distance traveled until the vortex ring disappears, the generation time interval of the vortex ring, and the speed of the vortex ring. The vortex ring can be delivered stably to the position.
[0112]
Since a plurality of vortex ring outlets are provided in one pressurizing chamber, vortex ring extinction control can be performed without complicated speed control by bringing the vortex rings from the plurality of outlets into contact with each other.
[0113]
In addition, the air conditioning system according to the present invention allows the vortex rings to be blown out from a plurality of air conditioners in synchronization with each other, and the vortex rings can be extinguished at an arbitrary position by bringing the vortex rings into contact with each other. I can do it.
[0114]
Further, the humidifier according to the present invention has a plurality of vortex ring outlets, and the outlet directions of these outlets can be crossed with each other, so that any position can be obtained without using complicated speed control. You can eliminate the vortex ring.
[0115]
As described above, the decoration device according to the present invention reproduces music from the pressurizing means and illuminates the vortex ring.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a humidifier using a vortex ring according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an edge provided at a vortex ring outlet of the humidifying device of FIG. 1;
FIG. 3 is a configuration diagram of a humidifying device having a bellows mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a humidifying device having a piston mechanism according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a humidifying device having a speaker according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a modification of the humidifying device of FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram of a humidifier using a compressor according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a humidifier using a blower according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an external view of a vortex ring outlet formed by a flexible duct according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining the operating principle of two vortex rings that run straight on the same straight line according to an eighth embodiment of the present invention.
11 is an explanatory diagram of an application example of the operation principle of the two vortex rings of FIG. 10;
12 is a configuration diagram of a humidifier having an adjustment device to which the operation principle of FIG. 10 is applied.
FIG. 13 is a configuration diagram of a humidifier using a vortex ring having an illumination function according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a configuration diagram of a humidifier using a vortex ring according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing another configuration example of the humidifying device according to the tenth embodiment.
FIG. 16 is a configuration diagram of a humidifying device having a function of a decoration device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a configuration diagram showing a modification of FIG. 16;
18 is a configuration diagram of another modification of FIG.
FIG. 19 is a block diagram of an air conditioner according to an eleventh embodiment of the present invention.
20 is a cross-sectional view of the air conditioner of FIG.
FIG. 21 is a cross-sectional view of another air conditioner similar to FIG.
22 is a configuration diagram of a refrigeration cycle of the air conditioner of FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a configuration diagram of an air-conditioning system according to Embodiment 12 of the present invention.
24 is a cross-sectional view of a two-port air conditioner that can be used in the air conditioning system of FIG.
FIG. 25 is a conceptual diagram showing a humidifier configured to discharge water vapor from a conventional slit-shaped ejection port.
FIG. 26 is a configuration diagram of an air conditioning system using the conventional principle of gas conveyance by a vortex ring.
27 is an explanatory diagram of a vortex ring used in the air conditioning system of FIG. 26. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Humidifier, 2 Vortex ring outlet, 3 Edge,
4 pressure chambers, 5 pressurizing means, 6 water vapor generating means,
7 Steam supply pipe, 8 Water tank, 9 Water distribution pipe,
10 vortex ring, 11 bellows, 12 drive unit,
13 connecting parts, 14 moving parts, 15 pistons,
16 speakers, 17 amplifiers, 18 controllers,
19 Speaker signal line, 20 Compressor, 21 Valve,
22 piping, 23 chambers, 24 rectifiers,
25 fluid supply path, 26 diffuser, 27 rotating disk,
28 slits, 29 motors, 30 motor signal lines,
31 blower, 32 blower signal line, 38 induction speed,
39 water surface, 40 light source,
45 Flexible duct, 46 Connection pipe. 50 ultrasonic transducer,
51 Air intake, 52 Vortex ring speed adjustment device, 53 Lighting switch,
54 humidity setting device, 56 heater, 57 control box,
58 Water supply valve, 59 Power outlet, 60 Drain,
61 air conditioner, 62 decorative panel, 63 outlet,
64 suction ports, 65 fans, 66 heat exchangers,
67 Blowout duct, 68 Wind direction plate, 71 Additive refill container,
72 wind tunnels, 73 uptake pipes, 74 additive injection pipes,
75 rotary drive, 76 lid, 77 cold air intake,
78 Peltier element, 80 compressor, 81 expansion valve,
82 condenser, 83 capillary tube,
89 Aroma addition means,
91 Table type humidifier, 92 Wall type humidifier, 93 Stand stand,
94 wall adapter, 95 illuminator, 96 partitions,
97 struts, 98 transparent partitions,
99 Power wire, 100 Humidifier body, 101 Outlet nozzle,
102 duct part, 103 discharge nozzle port, 104 upper surface,
105 light source, 112 synchronization control device,

Claims

A pressurizing means for applying pressure to the fluid in the pressure chamber; and a vortex ring outlet for allowing the fluid pressurized by the pressurizing means to blow out from the pressure chamber into the space as a vortex ring. In the fluid transfer device for generating the vortex ring from the vortex ring outlet by repeatedly changing the applied pressure, at least one of the time interval of blowing the vortex ring, the blowing speed or the pressure of the pressurizing means is controlled, A fluid conveyance device comprising a control device for changing a motion state for each vortex ring continuously blown out.

The fluid conveyance device according to claim 1, wherein an opening direction of the vortex ring outlet can be changed to an arbitrary direction in the fluid conveyance device.

3. The fluid conveyance device according to claim 1, wherein the control device is capable of temporally changing the state of motion of the vortex ring. 4.

The fluid conveyance device according to any one of claims 1 to 3, further comprising addition means for adding an additive to the fluid discharged in a spiral shape.

A pressurizing means for applying pressure to the fluid in the pressure chamber, and a vortex ring outlet provided in the pressure chamber for blowing out the fluid pressurized by the pressurizing means from the pressure chamber as a vortex ring; A fluid conveying apparatus comprising: a position adjusting means capable of adjusting a reach distance of a vortex ring blown from a vortex ring outlet through contact between the vortex rings continuously blown.

6. The fluid conveying apparatus according to claim 5, wherein the position adjusting means is implemented by changing at least one of a blowing speed, a blowing frequency, or a blowing direction of continuously swirled vortex rings.

Air-conditioning means for generating cold, warm or humid air-conditioning gas, a pressurization chamber having pressurization means for applying pressure to the air-conditioning gas, the pressure chamber provided on the wall of the pressurization chamber and pressurized by the pressurization means In an air conditioner having a vortex ring outlet that blows air-conditioned gas into a space in a vortex ring shape, and a pressurization control device that intermittently pressurizes the vortex ring by controlling the pressurizing means. The air pressure control apparatus includes an air speed control circuit that performs a control to give an arbitrary difference between the air speeds of two continuous vortex rings.

The pressurizing control device has a time interval t2 between two continuous vortex rings, L a distance traveled until the two vortex rings come into contact with each other, and a blowing speed of the two vortex rings previously ejected. Vb, where Va is the ejection speed of what is subsequently ejected, L = t (Va · Vb) / (Va−Vb)
The air conditioner according to claim 7 , wherein the air conditioner is controlled so as to obtain the following relationship.

8. An air conditioner according to claim 7 , wherein a plurality of vortex ring outlets whose outlet directions are not parallel to each other are provided in one pressurizing chamber having one pressurizing means.

A plurality of air conditioners according to claim 7 , comprising a synchronous control device that blows out the vortex rings of the plurality of air conditioners synchronously, wherein the plurality of air conditioners includes at least two of them. An air-conditioning system, wherein vortex rings that are ejected are arranged so as to contact each other.

A steam generating means for generating steam, a pressurizing chamber having a pressurizing means for applying pressure to the gas containing the steam, and a plurality of the pressurizing gas provided in the pressurizing chamber and ejected into the space in a spiral shape A humidifier having a vortex ring outlet and a pressurizing control device that intermittently pressurizes by controlling the pressurizing means to intermittently generate the vortex ring. It is provided so that it can be made, The humidification apparatus characterized by the above-mentioned.