JP4828099B2 - 物質拡散装置および空気調和機 - Google Patents

Description

本発明は，気流中において物質，たとえば空気中におけるオゾン，香料，水分，化学剤や薬剤等の微粒子などを，効率よく拡散するための装置，および当該装置を有する空気調和機に関するものである。

たとえば気体中の物質の拡散についていうと，従来は気体搬送路，たとえば空気調和機内の送風路中に物質の拡散を行う場合は，搬送路の壁面又は壁面から支柱を出した先端部分に，物質の放出を行う装置を設置していた。かかる場合，気流が乱流状態であれば物質放出装置から放出された物質は気体中に十分攪拌し，気流中に一様に分布させることが可能である。

ところが現代の空気調和機は空調負荷に応じて送風機をインバータで制御しており，送風機が低回転することから機内が層流になりやすい。このように気流が層流状態の場合は，物質放出装置から放出された物質は気体の一様な流れの中で部分的な範囲でしか分布することができない。

そのため従来では，空気調和機内に送風ファンとは別の専用プロペラやバッフル板等を取り付け，人工的に乱流状態を作り出し物質の気体中への拡散を促進しているが，プロペラやバッフル板で乱流状態を作ると，専用の動力が必要になったり，空気調和気機内の圧力損失が増大し不経済である。しかも専用プロペラやバッフル板の設置スペースを確保するのが困難である。

これに関し，たとえば空気と特定ガス混合促進するためのリング状の混合促進リングを流路内に設けることが提案されている（特許文献１）。
しかしながらかかる従来の技術は，高速の気流が存在するガスエンジンにおける燃料ガスと空気との混合を促進させるためのものであり，たとえば既述した空気調和機のように，低速で層流を噴出させる機器においては，さほどの効果は得られない。

特開２００１−３１４７４１号公報

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり，低速で層流が形成される空間，流路においても効率よく目的物質を当該空間や流路中に拡散させることを解決課題とするものである。

前記課題を解決するため，本発明は，気体の流路内に設置される物質拡散装置であって，流路内に放出しようとする物質の放出装置と，前記放出装置を支持し，気流と直交して配置される台座とを有し，前記台座の外形は，気体の流路の下流側にのみ凸に湾曲した半円柱形状であり，前記放出装置は，前記台座の上流側に配置され，前記放出装置から放出された物質が，前記台座の下流側で発生したカルマン渦による攪拌によって，前記流路内に拡散されることを特徴としている。

本発明によれば，流路内に流れる気体が低速の層流であっても，台座の下流側でカルマン渦が発生して，周囲の気体との攪拌が盛んに行われる。したがって放出装置から放出された物質は，流路内に効果的に拡散される。

台座は，流路内に流れる気流方向に複数列，かつ間隔を空けて相互に平行となるように配置され，次列に位置する台座は，前列に位置する台座とは，流路内の気流方向からみて，重ならないように配置されれば，さらに放出物質が効果的に拡散され，極めて低速の層流であっても，流路内に効果的に拡散させることが可能である。

台座を半円筒形状の中空構造とし，放出装置を支持する面が，台座本体と分離可能な蓋体によって構成すれば，台座内に方移出装置に必要な機器やケーブル等を収納させ，流路内の気流に影響を与えることがない。またこれら機器等の保護を図ることができる。

かかる場合，蓋体が，台座本体の長手方向に沿ってスライド自在とすれば，蓋体の取り外しが容易である。そして台座本体において対向する縁部に，長手方向に沿って内側に突出する係止部を形成し，前記蓋体の下面に設けられた爪部が挿通可能な切欠部を当該係止部に形成すれば，蓋体の取り付け容易性を確保しつつ，蓋体が台座本体から容易に離脱することを防止できる。

前記物質は，たとえばオゾンを適用することができる。もちろんこれに限らず，ガス分子，液体分子を放出させる装置として利用可能である。例えば殺菌剤，脱臭剤，芳香剤，さらには加湿用の湿り空気も拡散させる物質として適用することが可能である。

本発明の空気調和機は，流路からの給気を室内に供給するための空気調和機において，前記流路内に，前記した物質拡散装置が設けられていることを特徴としており，給気中に，目的物質を一様に混合させた給気を供給することができる。

本発明によれば，攪拌させるための特別な動力が不要で，しかもバッフル板方式に較べ圧力損失が１／２〜１／３と少ない。また可動部材がなく，放出装置の取付用の台座を別途用意する必要がない。

以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，実施の形態にかかる物質拡散装置１の分解斜視図であり，台座本体２と，この台座本体２に取り付けられる蓋体１０，放出装置２０とを有している。台座本体２と蓋体１０とで台座３が構成される。

台座本体２は，全体として略半円筒形の形状を有し，底部２ａの外形は半円柱形状である。台座本体２における対向した縁部は，各々長手方向に沿って内側に突出しており，係止部２ｂ，２ｃを構成している。係止部２ｂ，２ｃには，ほぼ中央の位置に，切欠部２ｄが形成されている。また各係止部２ｂ，２ｃの両端近傍には，取り付け用のビス穴２ｅが形成されている。

蓋体１０は，全体として略長方形の平板形状を有している。蓋体１０の両側下面には，前記切欠部２ｄに挿通自在な形状の爪部１１が各々設けられている。爪部１１は，前記切欠部２ｄが設けられた中央位置とは，ずれた位置に設けられている。また蓋体１０の四隅近傍には，台座本体２のビス穴２ｅに対応する位置に，ビス穴１０ａが形成されている。

以上の構成により，蓋体１０は台座本体２に対して取り付け，分離可能になっている。すなわち台座本体２に蓋体１０を固定する場合には，切欠部２ｄに爪部１１を通して蓋体１０を係止部２ｂ，２ｃに当接し，そのまま蓋体１０を一側，本実施の形態では手前方向にスライドさせ，蓋体１０で台座本体２の上面開口部を覆う。そしてビス穴１０ａとビス穴２ｅに対して適宜のビス（図示せず）を締め付けて，蓋体１０と台座本体２とを固定すればよい。

蓋体１０の上面には，放出装置２０が取り付けられている。本実施例では，空気中にオゾン（イオン）を放出する装置を使用した。この種のオゾンを放出する装置は一般的に電力の供給による放電によって放出させるものが多いが，そのため装置に対して電源から電力を供給する電源ケーブルや，発停信号，制御信号を伝える信号ケーブルの配線が必要である。本実施の形態では，蓋体１０と台座本体２との固定によって，台座３の内部には空間Ｓが形成されているので，図２に示したように，当該空間Ｓ内に，これら電源ケーブル４，信号ケーブル５を収納することができる。

なお台座３の両側の開口部は，必要に応じて，図１に示したような半円形の側板６を適宜取り付けることにより，前記空間Ｓを密閉空間とすることが可能であり，たとえば精密制御機器や回路基板等を有する装置などを空間Ｓ内に収納しつつ，これらの機器を外部雰囲気から保護することができる。

以上の構成にかかる物質拡散装置１は，図３に示したようにたとえば空気調和機３０に使用される。すなわち図３，図４に示した空気調和機３０は，外気等の処理空気の取り入れ口３１から取り入れた空気を，流路３２から脱臭フィルタ３３を経由して，冷水コイル３４，温水コイル３５，気化式加湿器３６によって温湿度調整し，これを給気として送風機３７によって給気口３８から目的空間へと供給する構成を有しているが，当該給気にオゾンを均一に含有させる際に物質拡散装置１が使用される。

流路３２は，空気調和機３０のフィルターセクション内に位置し，全体として略角筒状の形態を有し，この流路３２内に，物質拡散装置１が複数配列されている。本実施の形態では，流路３２の幅方向の長さにほぼ等しい物質拡散装置１を，気流と直交する方向に配置されている。そして図５にも示したように，２台の物質拡散装置１を水平方向に間隔をおいて平行に並べて１個の列Ｐを構成して，上流側から順に，第１列Ｐ１，第２列Ｐ２，第３列Ｐ３の順に，３つの物質拡散装置群が配列されている。

この場合，各列における物質拡散装置１の台座３は，次列に位置する台座３が，直前の前列に位置する台座３とは，流路内の気流方向からみて，重ならないように配置されている。より詳述すれば，図５にも示したように，流路３２内の気流方向（上下方向）からみて，たとえば第１列Ｐ１における２台の物質拡散装置１の間に，第２列Ｐ２の２台の物質拡散装置１のうちの１台が位置し，他の１台は，流路３２の内壁と第１列Ｐ１における１台の物質拡散装置１との間に位置するように配置されている。そして第３列Ｐ３の２台の物質拡散装置１のうちの１台がも第２列Ｐ２における２台の物質拡散装置１の間に位置し，他の１台は，流路３２の内壁と第２列Ｐ２における１台の物質拡散装置１との間に位置し，結果的に，第３列Ｐ３における２台の物質拡散装置１は，第１列Ｐ１における２台の物質拡散装置１と，気流方向に沿って同じ位置に配置されている。

空気調和機３０は以上のように構成されており，取り入れ口３１から取り入れた空気は，流路３２内に配置されている物質拡散装置１にぶつかったり，物質拡散装置１の間を通過する。そして物質拡散装置１にぶつかったり，あるいはその近傍の空気は，台座３の下流側の面，すなわち台座本体２の底部２ａの外形が半円柱形状であるから，カルマン渦となる。これによって周囲の気流は攪拌される。したがって，かかる攪拌により，台座３の上流側に配置されている放出装置２０から放出されたオゾンは，効果的に気流中に拡散され，下流に流れていく。それゆえオゾン濃度の高低が偏在せず，気流全体としては均一なオゾン濃度が実現できる。

しかも本実施の形態においては，流路３２内に配置された物質拡散装置１は，気流方向に沿って複数列配置され，また次列に位置する台座３は，前列に位置する台座３とは，流路内の気流方向からみて重ならないように配置されているので，流路３２内を流れる気流が極めて低速の層流であっても，該気流を効果的に攪拌して，気流中にオゾンを拡散させることが可能である。

そのうえ攪拌するにあたっては，プロペラやバッフル板を必要とせず，また流路３２内の圧力損失もさほど増大しない。また設置の自由度も高い。さらに前記実施の形態では，放出装置２０に必要な電源ケーブルや信号ケーブルも，台座３内に収納させることができるから，流路３２内に不要な部材，機器が露出することはない。

前記実施の形態では，放出装置２０としてオゾンを放出させる装置を使用したが，もちろんこれに限らず香り空調のための芳香剤をはじめとして，放出される物質が気体分子，液体分子，粉体などの固体であってもよい。

実施の形態にかかる物質拡散装置の分解斜視図である。 図１の物質拡散装置の側面断面図である。 図１の物質拡散装置を有する空気調和機の正面図である。 図３の空気調和機の側面図である。 図３の空気調和機の流路内における物質拡散装置の配置状況を示す説明図である。 流路内の気流の様子を示す説明図である。

符号の説明

１ 物質拡散装置
２ 台座本体
３ 台座
１０ 蓋体
２０ 放出装置
３０ 空気調和機
３２ 流路

Claims (8)

1. 気体の流路内に設置される物質拡散装置であって，
   流路内に放出しようとする物質の放出装置と，
   前記放出装置を支持し，気流と直交して配置される台座とを有し，
   前記台座の外形は，気体の流路の下流側にのみ凸に湾曲した半円柱形状であり，
   前記放出装置は，前記台座の上流側に配置され，
   前記放出装置から放出された物質が，前記台座の下流側で発生したカルマン渦による攪拌によって，前記流路内に拡散されることを特徴とする，
   物質拡散装置。
2. 気体の流路内に設置される物質拡散装置であって，
   流路内に放出しようとする物質の放出装置と，
   前記放出装置を支持し，気流と直交して配置される台座とを有し，
   前記台座の外形は，前記気体の流路の下流側が半円柱形状をなし，
   前記放出装置は，前記台座の上流側に配置され，
   台座は半円筒形状の中空構造であり，放出装置を支持する面が，台座本体と分離可能な蓋体によって構成されていることを特徴とする，物質拡散装置。
3. 台座は，流路内に流れる気流方向に複数列，かつ間隔を空けて相互に平行となるように配置され，
   次列に位置する台座は，前列に位置する台座とは，流路内の気流方向からみて，重ならないように配置されていることを特徴とする，請求項１または２に記載の物質拡散装置。
4. 蓋体は，台座本体の長手方向に沿ってスライド自在であることを特徴とする，請求項２に記載の物質拡散装置。
5. 台座本体における対向する縁部には，長手方向に沿って内側に突出する係止部と，当該係止部には，前記蓋体の下面に設けられた爪部が挿通可能な切欠部が形成されていることを特徴とする，請求項４に記載の物質拡散装置。
6. 前記台座内に，前記放出装置を作動させるために必要なケーブルまたは機器が収納されていることを特徴とする，請求項２，４または５のいずれかに記載の物質拡散装置。
7. 前記物質は，オゾンであることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の物質拡散装置。
8. 流路からの給気を室内に供給するための空気調和機において，
   前記流路内に，請求項１〜７のいずれかに記載の物質拡散装置が設けられていることを特徴とする，空気調和機。

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