JP6820508B2 - 噴霧装置 - Google Patents

Description

本発明は、噴霧装置に関する。

夏場の気温が高いとき、日射によって路面付近の温度が非常に高くなることがある。この場合、路面からの照り返しによって通行者の体感温度が上昇し、通行者の不快感が増大する。このような不快感を軽減するため、ミストを歩道などの通路に向けて噴き出し、通行者の不快感を軽減する噴霧装置が従来用いられている。

このような噴霧装置は、水と空気とを混合して噴射する二流体ノズルと、二流体ノズルに空気を供給するタンクとを備え、このタンクには圧縮空気を供給する圧縮機が接続される。

例えば、特許文献１には、タンクと複数のスクロール圧縮機とを備え、頻繁な負荷変動に対して安定運転を可能とした圧縮気体供給ユニットが開示されている。この圧縮気体供給ユニットでは、タンク内の圧縮空気の圧力が常に需要先の要求圧力となるよう各スクロール圧縮機の回転数が制御される。

特開２０１３−２３１３９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術において、タンク内の圧縮空気の圧力が常に需要先の要求圧力となるようにするには、タンクの容積を大きくして、圧縮空気がタンクから排出されたとしてもタンク内の圧縮空気の圧力があまり低下しないようにする必要がある。そのため、圧縮気体供給ユニットを小型化することが難しいという課題があった。

本発明は、タンクの容積を大きくすることなく二流体ノズルに供給する空気の圧力を一定にし、二流体ノズルから噴射されるミストの粒径を一定に保つことができる噴霧装置を提供することを目的とする。

本発明に係る噴霧装置は、液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルと、気体を貯蔵するタンクと、タンク内の気体の圧力を検出する圧力センサと、タンクから二流体ノズルへと流れる気体の圧力を調整する調整弁と、圧力センサにより検出された圧力に応じてタンクから二流体ノズルへと流れる気体の圧力を前記調整弁に調整させる制御部と、を備え、制御部は、タンクから二流体ノズルへと流れる気体の圧力を略一定となるように調整弁の開度を調整する。

本発明によれば、タンクの容積を大きくすることなく二流体ノズルに供給する空気の圧力を一定にし、二流体ノズルから噴射されるミストの粒径を一定に保つことができる。

本実施の形態１に係る噴霧装置の構成の一例を示す図 空気タンク内の空気圧、および、空気圧調整弁により調整された空気圧の時間変化の一例を示す図 空気圧縮機および水ポンプの運転制御処理の一例を示すフローチャート 図３のステップＳ１０４に示した空気圧縮機の運転制御処理の一例を示すフローチャート 図３のステップＳ１０６に示した水ポンプの運転制御処理の一例を示すフローチャート 本実施の形態２に係る噴霧装置の構成の一例を示す図 本実施の形態２における空気圧縮機の運転制御の一例を示す図 本実施の形態２における空気圧縮機の運転制御の他の例を示す図 本実施の形態３に係る噴霧装置の構成の一例を示す図 本実施の形態３における空気圧縮機の運転制御の一例を示す図 本実施の形態３における空気圧縮機の運転制御の他の例を示す図 本実施の形態４に係る噴霧装置の構成の一例を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、同様の機能を有する構成には同じ符号を付すこととし、詳しい説明を説明する。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る噴霧装置の構成の一例を示す図である。噴霧装置は、路面などからの照り返しによって通行者の体感温度が上昇するような場合に、通行者の不快感を軽減するため、ミストを歩道などの通路に向けて噴き出す装置である。

図１に示すように、この噴霧装置は、二流体ノズル１、空気タンク２、空気圧センサ３、水タンク４、水圧センサ５、空気圧縮機６、温度センサ７、水ポンプ８、空気タンク出口配管９、空気圧調整弁１０、水タンク出口配管１１、水圧調整弁１２、空気タンク排水配管１３、空気タンク排水弁１４、水タンク排水配管１５、水タンク排水弁１６、空気圧縮機出口配管１７、空気用逆止弁１８、空気逃がし配管１９、空気逃がし弁２０、水ポンプ出口配管２１、水用逆止弁２２、空気圧縮機入口配管２３、水ポンプ入口配管２４、制御部２５を備える。

二流体ノズル１は、水と空気とを混合して噴射するノズルである。空気タンク２は、空気を貯蔵するタンクである。

空気タンク２には、空気タンク２内の空気の圧力を検出する空気圧センサ３が設けられている。なお、空気圧センサ３を、空気タンク出口配管９などの空気タンク２以外の箇所に設け、空気圧センサ３が検出した圧力から空気タンク２内の空気の圧力を管内流動の理論式、または、実験結果に基づいて推定することとしてもよい。

水タンク４は、水を貯蔵するタンクである。水タンク４には、水タンク４内の水の圧力を検出する水圧センサ５が設けられている。なお、水圧センサ５を、水タンク出口配管１１などの水タンク４以外の箇所に設け、水圧センサ５が検出した圧力から水タンク４内の空気の圧力を管内流動の理論式、または、実験結果に基づいて推定することとしてもよい。

空気圧縮機６は、圧縮空気を空気タンク２に供給する圧縮機である。空気圧縮機６は、往復式の圧縮機であり、モータ６ａとシリンダ６ｂとを備える。また、シリンダ６ｂには、シリンダ６ｂの温度を検出する温度センサ７が設けられる。

この空気圧縮機６は、モータ６ａの回転運動をピストンの往復運動に変換し、シリンダ６ｂの容積を変化させることにより空気を圧縮し、圧縮された空気を吐出する。

なお、ここでは空気圧縮機６が往復式の圧縮機であることとしたが、回転式や遠心式、軸流式などの他の方式の圧縮機であってもよい。

水ポンプ８は、水を水タンク４に供給するポンプである。水ポンプ８としては、往復式や回転式、遠心式、軸流式など、さまざまな方式のポンプを用いることができる。

空気タンク出口配管９は、空気タンク２に貯留された圧縮空気を二流体ノズル１に供給する配管である。空気タンク出口配管９には、空気圧調整弁１０が設けられる。空気圧調整弁１０は、二流体ノズル１に流れ込む空気の圧力が一定となるよう空気タンク２から流出する空気の圧力を調整する。

水タンク出口配管１１は、水タンク４に貯留された水を二流体ノズル１に供給する配管である。水タンク出口配管１１には、水圧調整弁１２が設けられる。水圧調整弁１２は、二流体ノズル１に流れ込む水の圧力が一定となるよう水タンク４から流出する水の圧力を調整する。

空気タンク排水配管１３は、空気タンク２に溜まった水分を排出する配管である。空気タンク排水配管１３には、空気タンク排水弁１４が設けられる。空気タンク排水弁１４は、通常閉状態とされるが、空気タンク２に溜まった水分を排出する際に開状態とされる。

水タンク排水配管１５は、水タンク４に溜まった水を排出する配管である。水タンク排水配管１５には、水タンク排水弁１６が設けられる。水タンク排水弁１６は、通常閉状態とされるが、水タンク４に溜まった水を排出する際に開状態とされる。

空気圧縮機出口配管１７は、空気圧縮機６により圧縮された空気を空気タンク２に供給する配管である。空気圧縮機出口配管１７には、空気用逆止弁１８が設けられる。空気用逆止弁１８は、空気圧縮機６の運転が停止した際などに、空気タンク２に溜まった空気が空気圧縮機出口配管１７を逆流することを防止する。

空気用逆止弁１８の上流側の空気圧縮機出口配管１７からは、空気逃がし配管１９が分岐する。そして、この空気逃がし配管１９には、空気逃がし弁２０が設けられる。

空気逃がし弁２０は、空気圧縮機６の起動時に開き、空気圧縮機出口配管１７内の空気圧を大気圧と同等の圧力とすることにより空気圧縮機６の起動トルクを低減し、空気圧縮機６の起動を容易にする。

水ポンプ出口配管２１は、水ポンプ８により送出された水を水タンク４に供給する配管である。水ポンプ出口配管２１には、水用逆止弁２２が設けられる。水用逆止弁２２は、水ポンプ８の運転が停止した際などに、水タンク８に溜まった水が水ポンプ出口配管２１を逆流することを防止する。

空気圧縮機入口配管２３は、空気圧縮機６に空気を供給する配管である。水ポンプ入口配管２４は、水ポンプ８に水を供給する配管である。ここで、空気圧縮機入口配管２３、および、水ポンプ入口配管２４には、異物を取り除くフィルタ等が設けられていてもよい。

制御部２５は、空気圧縮機６、水ポンプ８、空気圧調整弁１０、水圧調整弁１２、空気タンク排水弁１４、水タンク排水弁１６、および、空気逃がし弁２０と図示しない制御線により接続され、空気圧縮機６、および、水ポンプ８の運転制御、空気圧調整弁１０、水圧調整弁１２、空気タンク排水弁１４、水タンク排水弁１６、および、空気逃がし弁２０の開閉制御を行う。

この制御部２５は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、不揮発性メモリーや揮発性メモリーなどの記憶装置により構成され、ＣＰＵが記憶装置から制御プログラムを読み出して実行し、上記制御を実行する。

例えば、制御部２５は、空気圧調整弁１０を制御して、空気圧センサ３により検出された圧力に応じて、空気タンク２から二流体ノズル１へと流れる空気の圧力を空気圧調整弁１０に調整させる。

具体的には、制御部２５は、空気圧センサ３により検出された圧力が高くなるにつれ、空気圧調整弁１０の開度を小さくし、二流体ノズル１に流入する空気の圧力がほぼ一定となるようにする。また、制御部２５は、空気圧センサ３により検出された圧力が低くなるにつれ、空気圧調整弁１０の開度を大きくし、二流体ノズル１に流入する空気の圧力がほぼ一定となるようにする。

この場合、制御部２５の記憶装置に、空気タンク２内の空気の各空気圧、および、各空気圧における最適な空気圧調整弁１０の開度の情報を予め記憶させておく。そして、制御部２５は、空気圧センサ３により検出された空気圧に対応する最適な空気圧調整弁１０の開度の情報を記憶装置から読み出し、その開度を空気圧調整弁１０の開度として設定する。

なお、ここでは、空気タンク２内の空気の各空気圧、および、各空気圧における最適な空気圧調整弁１０の開度の情報を記憶装置に予め記憶させておくこととしたが、制御部２５が、所定の計算式を用いて、最適な空気圧調整弁１０の開度を空気圧センサ３により検出された空気圧から算出するようにしてもよい。

また、二流体ノズル１から噴射されるミストの径は、二流体ノズル１に流入する空気の圧力に依存するので、ミストの径を可変にしたい場合、各ミスト径、各ミスト径における空気タンク２内の空気の複数の空気圧、および、各空気圧における最適な空気圧調整弁１０の開度の情報を予め記憶させておけばよい。

そして、制御部２５は、二流体ノズル１から噴射したいミストの径、および、空気圧センサ３により検出された空気圧に対応する最適な空気圧調整弁１０の開度の情報を記憶装置から読み出し、その開度を空気圧調整弁１０の開度として設定すればよい。

ここでも、各ミスト径、各ミスト径における空気タンク２内の空気の複数の空気圧、および、各空気圧における最適な空気圧調整弁１０の開度の情報を記憶装置に予め記憶させておく代わりに、制御部２５が、所定の計算式を用いて、二流体ノズル１から噴射したいミストの径、および、空気圧センサ３により検出された空気圧から算出するようにしてもよい。

さらに、制御部２５は、図示しない入力装置によりユーザから空気タンク排水弁１４の開閉指示を受け付けた場合に、空気タンク排水弁１４を開閉させる。同様に、制御部２５は、図示しない入力装置によりユーザから水タンク排水弁１６の開閉指示を受け付けた場合に、水タンク排水弁１６を開閉させる。

また、制御部２５は、空気圧センサ３により検出された圧力が所定の下限圧力以下である場合、空気圧縮機６を起動し、空気圧縮機６に空気タンク２に対する圧縮空気の供給を開始させる。

空気圧縮機６を起動する際、制御部２５は、空気圧調整弁１０、および、空気タンク排水弁１４を閉状態とし、空気逃がし弁２０を開状態とする。

そして、空気圧縮機６が正常に起動した場合、制御部２５は、空気逃がし弁２０を閉状態とし、圧縮空気が空気タンク２に蓄積されるようにする。その後、空気圧センサ３により検出された圧力が所定の上限圧力に到達した場合、制御部２５は、空気圧縮機６を停止させる。

同様に、制御部２５は、水圧センサ５により検出された圧力が所定の下限圧力以下である場合、水ポンプ８を起動し、水ポンプ８に水タンク４に対する水の供給を開始させる。

水ポンプ８を起動する際、制御部２５は、水圧調整弁１２、および、水タンク排水弁１６を閉状態とする。その後、水圧センサ５により検出された圧力が所定の上限圧力に到達した場合、制御部２５は、水ポンプ８を停止させる。

図２は、空気タンク２内の空気圧、および、空気圧調整弁１０により調整された空気圧の時間変化の一例を示す図である。

図２に示すように、空気タンク２内の空気圧は、空気圧縮機６が停止中、空気タンク２から二流体ノズル１に空気が供給されるにつれて徐々に低くなり、空気圧縮機６が運転中は、空気圧縮機６から空気タンク２に圧縮空気が供給されるにつれて徐々に高くなる。

そのため、空気圧調整弁１０の開度は、空気圧縮機６が停止中、徐々に大きくされ、空気圧縮機６が運転中、徐々に小さくされる。これにより、図２に示すように、空気圧調整弁１０よりも下流の空気圧をほぼ一定にすることができ、二流体ノズル１から噴射されるミストの径が変化することを抑制することができる。

また、空気圧縮機６を、上述のように断続的に運転することにより、空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度が高くなることを抑制でき、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

図３は、空気圧縮機６および水ポンプ８の運転制御処理の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、まず、空気圧センサ３は、空気タンク２内の空気の圧力を検出し、水圧センサ５は、水タンク４内の水の圧力を検出する（ステップＳ１０１）。

そして、制御部２５は、空気圧センサ３により検出された圧力に応じて空気圧調整弁１０の開度を調整し、また、水圧センサ５により検出された圧力に応じて水圧調整弁１２の開度を調整し、空気タンク２、および、水タンク４から二流体ノズル１へと流れる空気、および、水の圧力が一定になるようにする（ステップＳ１０２）。

その後、制御部２５は、空気圧センサ３により検出された空気タンク２内の空気の圧力が所定の下限圧力以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。

空気タンク２内の空気の圧力が所定の下限圧力以下である場合（ステップＳ１０３においてＹＥＳの場合）、制御部２５は、空気圧縮機６を制御して、空気圧縮機６を運転する（ステップＳ１０４）。

空気タンク２内の空気の圧力が所定の下限圧力以下でない場合（ステップＳ１０３においてＮＯの場合）、または、ステップＳ１０４の処理が完了した後、制御部２５は、水圧センサ５により検出された水タンク４内の水の圧力が所定の下限圧力以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

水タンク４内の水の圧力が所定の下限圧力以下である場合（ステップＳ１０５においてＹＥＳの場合）、制御部２５は、水ポンプ８を制御して、水ポンプ８を運転する（ステップＳ１０６）。

水タンク４内の水の圧力が所定の下限圧力以下でない場合（ステップＳ１０６においてＮＯの場合）、または、ステップＳ１０６の処理が完了した後、この運転制御処理は一旦終了し、所定時間経過後に再び実行される。

なお、ここでは、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４の処理の実行後にステップＳ１０５、ステップＳ１０６の処理を行うこととしたが、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６の処理の実行後にステップＳ１０３、ステップＳ１０４の処理を行うこととしてもよい。また、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４の処理と、ステップＳ１０５、ステップＳ１０６の処理とを並列に行うこととしてもよい。

つぎに、図３のステップＳ１０４に示した空気圧縮機６の運転制御処理についてさらに詳しく説明する。図４は、図３のステップＳ１０４に示した空気圧縮機６の運転制御処理の一例を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、制御部２５は、空気圧調整弁１０を閉状態にする（ステップＳ２０１）。そして、制御部２５は、空気逃がし弁２０を開状態にして空気圧縮機６を起動する（ステップＳ２０２）。

その後、制御部２５は、空気圧縮機６が正常に起動したか否かを判定する（ステップＳ２０３）。空気圧縮機６が正常に起動しなかった場合（ステップＳ２０３においてＮＯの場合）、ステップＳ２０２の処理が再度実行される。

空気圧縮機６が正常に起動した場合（ステップＳ２０３においてＹＥＳの場合）、制御部２５は、空気逃がし弁２０を閉状態にする（ステップＳ２０４）。

そして、制御部２５は、空気圧センサ３により検出された圧力に基づいて、空気タンク２内の空気の圧力が所定の上限圧力に到達したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

空気タンク２内の空気の圧力が所定の上限圧力に到達していない場合（ステップＳ２０５においてＮＯの場合）、当該圧力が上限圧力に到達するまで空気圧縮機６の運転が継続される。

空気タンク２内の空気の圧力が所定の上限圧力に到達した場合（ステップＳ２０５においてＹＥＳの場合）、制御部２５は、空気圧縮機６の運転を停止し（ステップＳ２０６）、この運転制御処理を終了する。

つぎに、図３のステップＳ１０６に示した水ポンプ８の運転制御処理についてさらに詳しく説明する。図５は、図３のステップＳ１０６に示した水ポンプ８の運転制御処理の一例を示すフローチャートである。

図５に示すように、まず、制御部２５は、水圧調整弁１２を閉状態にする（ステップＳ３０１）。そして、制御部２５は、水ポンプ８を起動する（ステップＳ３０２）。

その後、制御部２５は、水圧センサ５により検出された圧力に基づいて、水タンク４内の水の圧力が所定の上限圧力に到達したか否かを判定する（ステップＳ３０３）。

水タンク４内の水の圧力が所定の上限圧力に到達していない場合（ステップＳ３０３においてＮＯの場合）、当該圧力が上限圧力に到達するまで水ポンプ８の運転が継続される。

水タンク４内の水の圧力が所定の上限圧力に到達した場合（ステップＳ３０３においてＹＥＳの場合）、制御部２５は、水ポンプ８の運転を停止し（ステップＳ３０４）、この運転制御処理を終了する。

このように、本実施の形態１の噴霧装置は、水と空気とを混合して噴射する二流体ノズル１と、空気を貯蔵する空気タンク２と、空気タンク２内の気体の圧力を検出する空気圧センサ３と、空気タンク２から二流体ノズル１へと流れる空気の圧力を調整する空気圧調整弁１０と、空気圧センサ３により検出された圧力に応じて空気タンク２から二流体ノズル１へと流れる空気の圧力を空気圧調整弁１０に調整させる制御部２５とを備える。

空気圧センサ３により検出された圧力に応じて空気タンク２から二流体ノズル１へと流れる空気の圧力を空気圧調整弁１０が調整することにより、空気タンク２の容積を大きくすることなく二流体ノズル１に供給する空気の圧力を一定にすることができ、二流体ノズル１から噴射されるミストの粒径を一定に保つことができる。

（実施の形態２）
図６は、本実施の形態２に係る噴霧装置の構成の一例を示す図である。実施の形態２に係る噴霧装置は、空気圧縮機６が複数台ある点で実施の形態１に係る噴霧装置とは異なる。

図６に示すように、この噴霧装置は、空気圧縮機６を３台備えており、それぞれに対して空気を供給する空気圧縮機入口配管２３が設けられている。また、各空気圧縮機６から延びる空気圧縮機出口配管１７は、各空気圧縮機６により圧縮された空気が合流する箇所を有し、合流した空気が空気タンク２に流入するよう構成される。

また、噴霧装置には、実施の形態１と同様に、空気用逆止弁１８、および、空気逃がし配管１９が設けられる。空気逃がし配管１９には、空気逃がし弁２０が設けられる。

空気逃がし配管１９は、各空気圧縮機６から吐出された空気が合流する箇所と空気タンク２の入り口との間の空気圧縮機出口配管１７から分岐する。また、空気用逆止弁１８は、空気逃がし配管１９が空気圧縮機出口配管１７から分岐する箇所と空気タンク２の入り口との間の空気圧縮機出口配管１７の部分に設けられる。

その他の構成は実施の形態１における噴霧装置と同様であるため、説明を省略する。なお、ここでは、噴霧装置が空気圧縮機６を３台備える場合について説明したが、空気圧縮機６の数は２台であってもよいし、４台以上であってもよい。

図７は、本実施の形態２における空気圧縮機６（空気圧縮機Ａ、Ｂ、Ｃ）の運転制御の一例を示す図である。この運転制御は、図３に示したステップＳ１０４で行われる処理に相当する。

図７に示すように、各空気圧縮機６は、空気タンク２内の空気の圧力が所定の下限圧力にまで低下すると同時に起動され、空気タンク２内の空気の圧力が所定の上限圧力に達すると同時に停止する。また、各空気圧縮機６が吐出する空気量は、下限圧力、および、上限圧力に応じて予め定められている。

空気圧縮機６が運転を停止している間は空気タンク２から二流体ノズル１に空気が流れるため、空気タンク２内の空気の圧力は徐々に低くなる。また、温度センサ７により検出される空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度も、空気圧縮機６の運転が停止しているため徐々に低くなる。

その後、制御部２５の制御により、空気圧縮機６が同時に起動されると、空気タンク２内の空気の圧力は徐々に高くなる。また、温度センサ７により検出される空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度が徐々に高くなる。

実施の形態２に係る噴霧装置は、空気圧縮機６を３台備えるため、空気タンク２に同じ量の空気を供給する場合、実施の形態１に係る噴霧装置に比べて、各空気圧縮機６が吐出する空気量を減らすことができる。そのため、各空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度が高くなることを抑制でき、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

ここで、空気圧縮機６の起動時には、制御部２５は、空気逃がし弁２０を開状態とする。これにより、空気圧縮機出口配管１７内の空気圧が大気圧と同等の圧力になるので、空気圧縮機６の起動トルクを低減し、空気圧縮機６の起動を容易にすることができる。

また、空気圧縮機６の運転を停止する際には、制御部２５は、空気逃がし弁２０を閉状態とした後、空気圧縮機６の運転を同時に停止する。この場合、運転中の空気圧縮機６から停止中の空気圧縮機６へと圧縮空気が流入するようなことがないので、空気圧縮機６の損傷等を防止することができる。

なお、図７には、空気圧縮機６が吐出する空気量が等しい場合を示したが、この空気量は空気圧縮機６の間で異なっていてもよい。

図８は、本実施の形態２における空気圧縮機６（空気圧縮機Ａ、Ｂ、Ｃ）の運転制御の他の例を示す図である。この運転制御は、図３に示したステップＳ１０４で行われる処理に相当する。

図７の例と同様に、空気圧縮機６は、同時に起動され、同時に停止する。ただし、図８の例では、空気圧縮機６が吐出する空気量が複数の空気圧縮機６の間で異なり、かつ、変化する。

具体的には、図８に示すように、３台の空気圧縮機６の運転中、１台の空気圧縮機６については、他の２台の空気圧縮機６が吐出する空気量よりも少なくなっている。そして、吐出する空気量を少なくする空気圧縮機６は、順次切り替えられる。

また、吐出する空気量を少なくした空気圧縮機６のシリンダ６ｂは、他の空気圧縮機６のシリンダ６ｂよりも温度の上昇が抑制される。

このように、複数の空気圧縮機６を断続的に運転し、かつ、空気圧縮機６のうち低負荷で運転する空気圧縮機６を順次切り替えることにより、１つの空気圧縮機６が長時間、高負荷で運転されることがなくなるので、各空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

なお、ここでは、１台の空気圧縮機６が吐出する空気量を、他の空気圧縮機６が吐出する空気量よりも少なくすることとしたが、吐出する空気量を少なくする空気圧縮機６は複数であってもよい。

（実施の形態３）
図９は、本実施の形態３に係る噴霧装置の構成の一例を示す図である。実施の形態３に係る噴霧装置は、空気の逆流を防止する空気用逆止弁２６が各空気圧縮機６に設けられる点で実施の形態２に係る噴霧装置とは異なる。

実施の形態２と同様に、この噴霧装置は、空気圧縮機６を３台備えており、それぞれに対して空気を供給する空気圧縮機入口配管２３が設けられている。また、各空気圧縮機６から延びる空気圧縮機出口配管１７は、各空気圧縮機６により圧縮された空気が合流する箇所を有し、合流した空気が空気タンク２に流入するよう構成される。

また、噴霧装置には、複数の空気用逆止弁２６が設けられる。各空気用逆止弁２６は、空気圧縮機入口配管２３において、各空気圧縮機６から吐出された空気が合流する箇所と各空気圧縮機６の吐出口との間の各箇所に設けられる。

その他の構成は実施の形態２における噴霧装置と同様であるため、説明を省略する。なお、ここでは、噴霧装置が空気圧縮機６を３台備える場合について説明したが、空気圧縮機６の数は２台であってもよいし、４台以上であってもよい。

図１０は、本実施の形態３における空気圧縮機６（空気圧縮機Ａ、Ｂ、Ｃ）の運転制御の一例を示す図である。この運転制御は、図３に示したステップＳ１０４で行われる処理に相当する。

図１０に示すように、３台のうち２台の空気圧縮機６は、空気タンク２内の空気の圧力が所定の下限圧力にまで低下すると同時に起動され、空気タンク２内の空気の圧力が所定の上限圧力に達すると同時に停止する。２台の空気圧縮機６の運転中、１台の空気圧縮機６については運転が停止している。そして、運転が停止する空気圧縮機６は、順次切り替えられる。

３台の空気圧縮機６が運転を停止している間は空気タンク２から二流体ノズル１に空気が流れるため、空気タンク２内の空気の圧力は徐々に低くなる。また、温度センサ７により検出される空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度も空気圧縮機６の運転が停止しているため徐々に低くなる。

その後、制御部２５の制御により、２台の空気圧縮機６が同時に起動されると、空気タンク２内の空気の圧力は徐々に高くなる。また、温度センサ７により検出される空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度が徐々に高くなる。

実施の形態３に係る噴霧装置は、２台の空気圧縮機６を運転させるため、空気タンク２に同じ量の空気を供給する場合、実施の形態１に係る噴霧装置に比べて、各空気圧縮機６が吐出する空気量を減らすことができる。そのため、各空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度が高くなることを抑制でき、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

ここで、２台の空気圧縮機６を起動する際、制御部２５は、空気逃がし弁２０を開状態とする。これにより、空気圧縮機出口配管１７内の空気圧が大気圧と同等の圧力になるので、空気圧縮機６の起動トルクを低減し、空気圧縮機６の起動を容易にすることができる。

また、空気圧縮機入口配管２３において、各空気圧縮機６から吐出された空気が合流する箇所と各空気圧縮機６の吐出口との間の各箇所に各空気用逆止弁２６が設けられているため、運転中の２台の空気圧縮機６から停止中の１台の空気圧縮機６に圧縮空気が流入することがなく、空気圧縮機６の損傷等を防止することができる。

２台の空気圧縮機６の運転を停止する際には、制御部２５は、空気逃がし弁２０を閉状態とした後、２台の空気圧縮機６の運転を同時に停止する。

このように、複数の空気圧縮機６のうちの一部を断続的に運転し、かつ、運転する空気圧縮機６を順次切り替えることにより、１台の空気圧縮機が長時間、高負荷で運転されることがなくなるので、空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

なお、ここでは、複数の空気圧縮機６が運転している間に１台の空気圧縮機６を停止させることとしたが、停止させる空気圧縮機６は複数であってもよい。

また、図１０では、複数の空気圧縮機６のうちの一部を断続的に運転し、運転させた各空気圧縮機６を同時に停止させる場合を示したが、すべての空気圧縮機６を断続的に運転してもよいし、各空気圧縮機６を停止させるタイミングも同時でなくてもよい。以下では、このような場合について説明する。

図１１は、本実施の形態３における空気圧縮機６（空気圧縮機Ａ、Ｂ、Ｃ）の運転制御の他の例を示す図である。この運転制御は、図３に示したステップＳ１０４で行われる処理に相当する。図１１の例では、制御部２５は、３台の空気圧縮機６をすべて断続的に運転させる。

この場合、３台の空気圧縮機６は、空気タンク２内の空気の圧力が所定の下限圧力にまで低下すると同時に起動されるが、停止するタイミングは同時ではなく、１台の空気圧縮機６が他の２台の空気圧縮機６よりも早く停止する。

残りの２台の空気圧縮機６も、空気タンク２内の空気の圧力が所定の上限圧力に達すると同時に停止する。ここで、早く停止する空気圧縮機６は、各運転時で入れ替えられる。

このように、３台の空気圧縮機６を同時に起動し、かつ、他の２台の空気圧縮機６よりも早く停止させる空気圧縮機６を各運転時に入れ替えることにより、１台の空気圧縮機が長時間運転されることがなくなるので、空気圧縮機Ａ、Ｂ、Ｃのシリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

なお、ここでは、１台の空気圧縮機６の運転を、他の空気圧縮機６の運転よりも早く停止させることとしたが、早く停止させる空気圧縮機６は複数であってもよい。

（実施の形態４）
図１２は、本実施の形態４に係る噴霧装置の構成の一例を示す図である。実施の形態４に係る噴霧装置は、実施の形態３における図９に示した噴霧装置とは、空気用逆止弁１８が設けられていない点、および、空気逃がし配管１９が、圧縮機出口配管１７において、各空気用逆止弁２６と各空気圧縮機６の吐出口との間の各箇所に設けられる点が異なる。

実施の形態３と同様に、この噴霧装置は、空気圧縮機６を３台備えており、それぞれに対して空気を供給する空気圧縮機入口配管２３が設けられている。また、各空気圧縮機６から延びる空気圧縮機出口配管１７は、各空気圧縮機６により圧縮された空気が合流する箇所を有し、合流した空気が空気タンク２に流入するよう構成される。

この噴霧装置には、実施の形態３における図９に示した噴霧装置と異なり、空気逃がし配管１９が空気圧縮機出口配管１７から分岐する箇所と空気タンク２の入り口との間の空気圧縮機出口配管１７の部分に空気用逆止弁１８が設けられていない。

一方で、この噴霧装置には、図９に示した噴霧装置と同様に、空気用逆止弁２６が、空気圧縮機入口配管２３において、各空気圧縮機６から吐出された空気が合流する箇所と各空気圧縮機６の吐出口との間の各箇所に設けられる。

また、空気逃がし配管１９が、空気圧縮機出口配管２３において、各空気用逆止弁２６と各空気圧縮機６の吐出口との間の各箇所に設けられる。そして、空気逃がし配管１９には、空気逃がし弁２０が設けられる。

その他の構成は実施の形態３における噴霧装置と同様であるため、説明を省略する。なお、ここでは、噴霧装置が空気圧縮機６を３台備える場合について説明したが、空気圧縮機６の数は２台であってもよいし、４台以上であってもよい。

この噴霧装置においても、空気圧縮機６の起動時には、制御部２５は、起動される空気圧縮機６の吐出口と、その空気圧縮機６への圧縮空気の逆流を防ぐ空気用逆止弁２６との間の空気逃がし配管１９に設けられた空気逃がし弁２０を開状態とする。

これにより、空気圧縮機出口配管１７内の空気圧が大気圧と同等の圧力になるので、空気圧縮機６の起動トルクを低減し、空気圧縮機６の起動を容易にすることができる。

また、この噴霧装置では、起動された空気圧縮機６から停止している空気圧縮機６に圧縮空気が流入することを各空気用逆止弁２６が防ぐことができるため、各空気圧縮機６の起動、および、停止を異なるタイミングで行うことができる。これにより、空気タンク２内の空気の圧力の変動幅を小さくすることもできる。

また、各空気圧縮機６が吐出する空気量も各空気圧縮機６間で異なる量とすることができるので、空気圧縮機６のうち低負荷で運転する空気圧縮機６を順次切り替えることにより、１台の空気圧縮機が長時間、高負荷で運転されることを防止できる。その結果、空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

なお、ここでは、各空気圧縮機６により圧縮された空気が合流する空気圧縮機出口配管１７の箇所の下流に空気タンク２を設けることとしたが、当該箇所と各空気用逆止弁２６との間にそれぞれ空気タンクを設けることとしてもよい。

これにより、空気タンクを小型化することができるとともに、空気タンクと空気圧縮機６とをパッケージ化することができる。

（実施の形態５）
実施の形態２〜４では、制御部２５が、低負荷で運転する空気圧縮機６、または、運転を停止させる空気圧縮機６を予め定められたスケジュールに従って順次切り替える場合について説明したが、制御部２５が、より高温の空気圧縮機６から低負荷で運転するか、運転を停止させるか、または、運転時間が短くなるように各空気圧縮機６の運転制御を行ってもよい。

例えば、実施の形態２において図６〜図８を用いて説明した噴霧装置では、制御部２５は、シリンダ６ｂの温度を検出する温度センサ７から、検出した温度の情報を取得する。

そして、制御部２５は、温度センサ７により検出された温度に応じて各空気圧縮機６の運転を制御する。例えば、制御部２５は、温度が最も高い空気圧縮機６を低負荷で運転させる。

図８に示された３回目の運転直前の状態では、空気圧縮機Ｃのシリンダ温度が最も高くなっている。この場合、制御部２５は、空気圧縮機Ｃが吐出する空気量を少なくすることにより空気圧縮機Ｃを低負荷で運転させる。その結果、シリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

実施の形態３において図９〜図１１を用いて説明した噴霧装置でも同様に、制御部２５は、各空気圧縮機６の温度、特にシリンダ６ｂの温度を検出する温度センサ７から、検出した温度の情報を取得する。

そして、制御部２５は、温度センサ７により検出された温度に応じて各空気圧縮機６の運転を制御する。具体的には、制御部２５は、温度が最も高い空気圧縮機６の運転を停止させる。

例えば、図１０に示された空気圧縮機６の３回目の運転直前の状態では、空気圧縮機Ａのシリンダ温度が最も高くなっている。この場合、制御部２５は、空気圧縮機Ａの運転を停止させる。その結果、シリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

同様に、図１１に示された空気圧縮機６の３回目の運転直前の状態では、空気圧縮機Ａのシリンダ温度が最も高くなっている。この場合、制御部２５は、空気圧縮機Ａの運転時間を短くする。その結果、シリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

実施の形態４の噴霧装置でも同様に、温度センサ７が空気圧縮機６のシリンダ６ｂの温度を検出し、制御部２５が、シリンダ６ｂの温度がより高温の空気圧縮機６から低負荷で運転するか、運転を停止させるか、または、運転時間が短くなるように各空気圧縮機６の運転制御を行う。これにより、シリンダ６ｂの温度上昇が抑制され、シリンダ６ｂ内に設けられるピストンリングの摩耗を低減することができる。

なお、ここでは、温度センサ７がシリンダ６ｂの温度を検出することとしたが、空気圧縮機６の他の箇所の温度を測定し、制御部２５が、上述した制御と同様の制御を行うこととしてもよい。

以上本発明の実施の形態１〜５について説明したが、本発明は上記実施の形態１〜５に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、実施の形態１〜５では、二流体ノズル１は、水と空気とを混合することとしたが、それ以外の液体と気体とを混合して噴射することとしてもよい。

本発明は、屋外空間を冷却する霧を噴き出す噴霧装置に用いるのに好適である。

１ 二流体ノズル
２ 空気タンク
３ 空気圧センサ
４ 水タンク
５ 水圧センサ
６ 空気圧縮機
６ａ モータ
６ｂ シリンダ
７ 温度センサ
８ 水ポンプ
９ 空気タンク出口配管
１０ 空気圧調整弁
１１ 水タンク出口配管
１２ 水圧調整弁
１３ 空気タンク排水配管
１４ 空気タンク排水弁
１５ 水タンク排水配管
１６ 水タンク排水弁
１７ 空気圧縮機出口配管
１８、２６ 空気用逆止弁
１９ 空気逃がし配管
２０ 空気逃がし弁
２１ 水ポンプ出口配管
２２ 水用逆止弁
２３ 空気圧縮機入口配管
２４ 水ポンプ入口配管
２５ 制御部

Claims (5)

1. 液体と気体とを混合して噴射する二流体ノズルと、
   前記気体を貯蔵するタンクと、
   前記タンク内の気体の圧力を検出する圧力センサと、
   前記タンクから前記二流体ノズルへと流れる気体の圧力を調整する調整弁と、
   前記圧力センサにより検出された圧力に応じて前記タンクから前記二流体ノズルへと流れる気体の圧力を前記調整弁に調整させる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記タンクから前記二流体ノズルへと流れる気体の圧力を略一定となるように前記調整弁の開度を調整する、
   噴霧装置。
2. 複数の圧縮機と、
   各圧縮機からそれぞれ吐出された気体を合流させ、前記タンクまで輸送する圧縮機出口配管と、
   前記気体の逆流を防止する第１の逆止弁と、
   前記圧縮機出口配管から分岐する逃がし配管と、
   各圧縮機の起動時に前記圧縮機出口配管を流れる気体を排出する逃がし弁と、
   をさらに備え、
   前記逃がし弁は、前記逃がし配管に設けられ、前記逃がし配管は、各圧縮機からそれぞれ吐出された気体が合流する箇所と前記タンクの入り口との間の前記圧縮機出口配管の部分から分岐し、前記第１の逆止弁は、前記逃がし配管が前記圧縮機出口配管から分岐する箇所と前記タンクの入り口との間の前記圧縮機出口配管の部分に設けられる請求項１に記載の噴霧装置。
3. 前記気体の逆流を防止する複数の第２の逆止弁をさらに備え、
   前記第２の逆止弁は、前記圧縮機出口配管において、各圧縮機から吐出された気体が合流する箇所と各圧縮機の吐出口との間の各箇所に設けられる請求項２に記載の噴霧装置。
4. 複数の圧縮機と、
   各圧縮機からそれぞれ吐出された気体を合流させ、前記タンクまで輸送する圧縮機出口配管と、
   前記気体の逆流を防止する複数の逆止弁と、
   前記圧縮機出口配管から分岐する複数の逃がし配管と、
   各圧縮機の起動時に前記圧縮機出口配管内を流れる気体を排出する複数の逃がし弁と、
   をさらに備え、
   前記逃がし弁は、各逃がし配管に設けられ、前記逆止弁は、前記圧縮機出口配管において、各圧縮機からそれぞれ吐出された気体が合流する箇所と各圧縮機の吐出口との間の各箇所に設けられ、前記逃がし配管は、前記圧縮機出口配管において、各逆止弁と各圧縮機の吐出口との間の各箇所に設けられる請求項１に記載の噴霧装置。
5. 前記複数の圧縮機の温度を検出する温度センサをさらに備え、
   前記制御部は、前記温度センサにより検出された温度に応じて各圧縮機の運転を制御する請求項２〜４のいずれか１項に記載の噴霧装置。

Images