JP6880949B2 - Airflow visualization device - Google Patents
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Description
本発明は、空間内の気流を可視化する気流可視化装置に関する。 The present invention relates to an airflow visualization device that visualizes an airflow in space.
従来から、屋内空間における空気の淀み個所や塵埃の発生個所、さらには空気漏れ個所などの特定を行う方法として、センサによって気流の風速、圧力、方向を直接的に計測する方法がある。この方法は、気流を数値として捉えることができるものの、空間に対して点で測定することになる。このため、室内のような大空間では多数のセンサを設置する必要があり、またセンサをバルーンで吊すなどの工夫も必要になってしまう。 Conventionally, as a method of identifying a place where air is stagnant, a place where dust is generated, or a place where air leaks in an indoor space, there is a method of directly measuring the wind speed, pressure, and direction of an air flow by a sensor. In this method, although the airflow can be grasped as a numerical value, it is measured at a point with respect to the space. For this reason, it is necessary to install a large number of sensors in a large space such as a room, and it is also necessary to devise such as hanging the sensors with a balloon.
上記のセンサを用いる方法の他に、空間内にトレーサ(液体の微粒子(ミスト)など)を散布し、そのトレーサが気流に伴い移動する様子を画像で捉える方法が知られている(例えば特許文献1)。この方法であれば、多数のセンサの設置は必要でなく、気流を視覚的に捉えることが可能になる。 In addition to the method using the above sensor, a method of spraying a tracer (liquid fine particles (mist) or the like) in a space and capturing an image of the tracer moving with an air flow is known (for example, Patent Documents). 1). With this method, it is not necessary to install a large number of sensors, and it is possible to visually capture the airflow.
しかしながら、上記のトレーサを散布する方法では、室内のような大空間では大量のトレーサが必要になり、奥行き方向の気流も重複して見えてしまう。風洞実験のように一律で明確な流れがあれば観察はしやすいものの、室内の空調からの風のように奥行き方向に異なる流れがある場合には、速い流れと遅い流れや、方向の異なる流れが重畳して観察されてしまう。このため、室内のような大空間においても、ある断面について観察したい、すなわち面状にトレーサを散布したいという要請がある。 However, the above method of spraying the tracer requires a large amount of tracers in a large space such as a room, and the airflow in the depth direction also appears to overlap. It is easy to observe if there is a uniform and clear flow like a wind tunnel experiment, but if there is a different flow in the depth direction like the wind from indoor air conditioning, a fast flow, a slow flow, or a flow in a different direction Are superimposed and observed. Therefore, even in a large space such as a room, there is a demand for observing a certain cross section, that is, for spraying the tracer in a planar shape.
また、トレーサを大量散布するためには、トレーサを噴出(搬送)するための気流が必要である。しかしながら、スーパーマーケットの冷凍冷蔵オープンショーケースの付近のように、弱く不規則な空気の流れを観察する場合には、トレーサの噴出によって観察すべき空気の流れが乱れて解析誤差が生じることが懸念される。 Further, in order to spray a large amount of tracers, an air flow for ejecting (transporting) the tracers is required. However, when observing a weak and irregular air flow such as in the vicinity of a frozen / refrigerated open showcase in a supermarket, there is a concern that the air flow to be observed will be disturbed by the ejection of the tracer and an analysis error will occur. To.
さらに、室内空間においては、トレーサに用いる物質にも気を配る必要がある。例えばトレーサに粉体や不凍液ミスト等を使用する場合、トレーサ自体が塵埃として室内に残ったり、天井まで舞い上がって火災報知器の誤作動を招いたりするおそれがある。 Furthermore, in the indoor space, it is necessary to pay attention to the substances used for the tracer. For example, when powder or antifreeze mist is used for the tracer, the tracer itself may remain in the room as dust or fly up to the ceiling, causing a malfunction of the fire alarm.
ここで、面状にトレーサを散布する器具として、例えば多穴管を用いることが考えられる。しかし、単にトレーサ発生器と散布用の多穴管とを接続すると、散布量が不均一になったり、紛体や不凍液ミスト等のトレーサで管内が閉塞してしまったりするおそれがある。 Here, it is conceivable to use, for example, a multi-hole tube as an instrument for spraying the tracer in a planar shape. However, if the tracer generator and the multi-hole pipe for spraying are simply connected, the spraying amount may become uneven, or the inside of the pipe may be blocked by a tracer such as powder or antifreeze mist.
本発明は、このような課題に鑑み、室内のような大空間に対して、少量のトレーサを弱い勢いで面状に散布することができ、かつ塵埃を生まないトレーサを使用でき、さらには携帯性にも優れた気流可視化装置を提供することを目的としている。 In view of such a problem, the present invention can use a tracer that can spray a small amount of tracer on a surface surface with a weak force in a large space such as a room, and can use a tracer that does not generate dust, and further, it is portable. It is an object of the present invention to provide an airflow visualization device having excellent properties.
上記課題を解決するために、本発明にかかる気流可視化装置の代表的な構成は、直線状に延びた連通管と、連通管の一端に接続された給水ボトルと、連通管に設けられた複数の接続口と、接続口に接続され連通管から給水される複数の小型超音波式加湿器と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of the airflow visualization device according to the present invention is a linearly extending communication pipe, a water supply bottle connected to one end of the communication pipe, and a plurality of communication pipes provided. It is characterized by including a connection port of the above and a plurality of small ultrasonic humidifiers connected to the connection port and supplied with water from a communication pipe.
上記構成であれば、トレーサとして霧を利用していて、測定後には蒸発するため空間内に塵埃等が残ることがなく、空間内を汚染しない。加えて、連通管に設けられた複数の小型超音波式加湿器から噴霧するため、室内のような大空間に対して、少量のトレーサを面状に散布することができる。また、ファン等を使用せずにトレーサを弱い勢いで散布することができるため、空間内の気流を乱すことがない。 With the above configuration, fog is used as a tracer, and since it evaporates after measurement, no dust or the like remains in the space and the space is not contaminated. In addition, since spraying is performed from a plurality of small ultrasonic humidifiers provided in the communication pipe, a small amount of tracer can be sprayed in a plane shape over a large space such as a room. Moreover, since the tracer can be sprayed with a weak force without using a fan or the like, the airflow in the space is not disturbed.
上記の小型超音波式加湿器としては例えばUSB電源で駆動する程度のものを採用することができ、これによってモバイルバッテリを使用可能な軽量で携帯性に優れた気流可視化装置が実現できる。したがって、上記構成であれば、空間内を移動しながら局所的な測定を繰り返すことで、広い範囲で気流を可視化することが可能になる。 As the above-mentioned compact ultrasonic humidifier, for example, a humidifier driven by a USB power source can be adopted, which makes it possible to realize a lightweight and highly portable airflow visualization device that can use a mobile battery. Therefore, with the above configuration, it is possible to visualize the airflow in a wide range by repeating the local measurement while moving in the space.
当該気流可視化装置は、給水ボトルとして飲料用ペットボトルを利用可能であって、連通管の一端には、飲料用ペットボトルのキャップに合わせた内ネジが形成されているとよい。この構成であれば、給水ボトルを現地で手軽に調達することができ、現地までの運搬が極めて容易になる。 The airflow visualization device can use a PET bottle for beverages as a water supply bottle, and it is preferable that an internal screw matching the cap of the PET bottle for beverages is formed at one end of the communication pipe. With this configuration, water bottles can be easily procured locally, and transportation to the site becomes extremely easy.
当該気流可視化装置はさらに、接続口に着脱可能な口栓部品を備えてもよい。口栓部品を組み合わせることで、連通管上の小型超音波式加湿器の数や配置を任意に調節することが可能になる。 The airflow visualization device may further include a removable spout component at the connection port. By combining the spout parts, it is possible to arbitrarily adjust the number and arrangement of small ultrasonic humidifiers on the communication pipe.
本発明によれば、室内のような大空間に対して、少量のトレーサを弱い勢いで面状に散布することができ、かつ塵埃を生まないトレーサを使用でき、さらには携帯性にも優れた気流可視化装置を提供することが可能になる。 According to the present invention, a small amount of tracer can be sprayed in a plane with a weak force in a large space such as a room, a tracer that does not generate dust can be used, and further, it is excellent in portability. It becomes possible to provide an airflow visualization device.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in such an embodiment are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are designated by the same reference numerals to omit duplicate description, and elements not directly related to the present invention are not shown. To do.
図1は、本発明の実施形態にかかる気流可視化装置100の全体を示した図である。気流可視化装置100は、主な特徴として、作業員が携帯して使用する構成になっていて、トレーサとして給水ボトル102の水を複数の小型超音波式加湿器104から霧にして散布する。これによって、空間内の気流の局所的な可視化を達成する。
FIG. 1 is a diagram showing the entire
連通管106は、直線状に延びた棒状の流路であり、給水ボトル102の水を各小型超音波式加湿器104に供給する。連通管106は、例えば塩ビ管などを利用することで軽量な構成が実現できる。連通管106は、作業員が手でつかむ把持部としても機能するため、滑り止めとしてグリップ等を設けることも可能である。
The
図2は、給水ボトル102付近を拡大した図である。給水ボトル102は、連通管106の一端108に着脱可能に接続されている。当該気流可視化装置100は、給水ボトル102として、市販の飲料用ペットボトルが利用可能になっている。そのため、連通管106の一端108には、飲料用ペットボトルのキャップに合せた内ネジが形成されている。
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the
上記構成によって、気流可視化装置100は、給水ボトル102を現地で手軽に調達することが可能になり、現地までの運搬が極めて容易になっている。また、本実施形態では、トレーサとして小型超音波式加湿器104から霧を散布するが、上記構成によって市販のボトルウォータ(飲料水)を小型超音波式加湿器104に供給することが可能になる。市販のボトルウォータであれば不純物が極めて少なく、清潔な霧を散布でき、空間内を汚染する心配が無く有益である。
With the above configuration, the
再び図1を参照する。連通管106からは複数の枝管109が分岐していて、複数の小型超音波式加湿器104は枝管109の先端の接続口110(図5参照)に接続して使用される。小型超音波式加湿器104は、内部に振動子を有し、振動子に電圧を加えて振動させ、その振動エネルギーで水を微細な霧に代えて散布する。本実施形態では、複数の小型超音波式加湿器104を直線状に並べ、各所から同一量の霧を発生させることで、空間内にトレーサを面状かつ均一に散布可能になっている。なお、本実施形態では小型超音波式加湿器104を等間隔で配置しているが、気流をより詳しく知りたい高さの間隔を狭くしてもよい。
See FIG. 1 again. A plurality of
上記構成の小型超音波式加湿器104としては、例えばUSB電源で駆動する程度の小型で軽量なものが普及しているため、これを採用することができる。USB電源で駆動するタイプであれば、普及済みのモバイルバッテリ112を電源として使用することが可能であり、軽量で携帯性に優れた気流可視化装置100が実現できる。
As the compact
また小型超音波式加湿器104は飲料用ペットボトルの口に取り付けることを前提とするものが普及しているので、これを好適に利用することができる。これにより、枝管109の接続口110にペットボトルの口と同じ規格のねじを形成しておくことにより(図5参照)、連通管106に対して小型超音波式加湿器104を簡単に取り付けることが可能である。
Further, since the small
図3は、気流可視化装置100を使用する過程を示した図である。図3は、図3(a)から図3(c)にわたって、気流可視化装置100を使用する流れを順に示している。
FIG. 3 is a diagram showing a process of using the
図3(a)に示すように、気流可視化装置100を使用する際は、まず給水ボトル102を連通管106の一端108に接続する。次に図3(b)に示すように、連通管106を上下反対にして給水ボトル102を掲げ、給水ボトル102の水を連通管106の他端114へ向かって流し、各小型超音波式加湿器104に給水を行う。
As shown in FIG. 3A, when using the
図4は、枝管109付近の断面図である。小型超音波式加湿器104は、吸水用のろ紙118を備えていて、ろ紙118の毛細管現象を利用して水を吸い取る。また、枝管109には、ろ紙118が水を吸いやすいように、堰120を設けている。堰120は、枝管109のうち、給水ボトル102(図3(b)参照)とは反対側の下半分程度を塞ぐように設けられている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the vicinity of the
上記構成を踏まえ、図3(b)にて各小型超音波式加湿器104に給水を行う場合は、枝管109の堰120に塞がれていない上半分に水が入るよう、連通管106を小型超音波式加湿器104側に傾けた姿勢にして給水ボトル102の水を流す。このとき余った水は、連通管106の他端114側にたまる。
Based on the above configuration, when water is supplied to each small
本実施形態では、堰120によって枝管109内に水を貯えることができるため、連通管106内のすべてを水で満たさずとも各小型超音波式加湿器104への給水が可能になっている。すなわち、少ない水量で霧の散布が可能になっている。したがって、当該気流可視化装置100は、給水ボトル102の容量を抑え、さらなる軽量化を図ることもできる。また、使用する水量は、図3(b)の連通管106の他端114側に流れ落ちたときに最下段の枝管109に到達しない程度の量に抑えることで、枝管109のつなぎ目からの水漏れの心配も無くなる。
In the present embodiment, since water can be stored in the
各小型超音波式加湿器104に給水を行った後は、霧を散布して気流の観察を行う。そして図3(c)に示すように、測定後は、再び給水ボトル102を下方に向けることで、連通管106内および各小型超音波式加湿器104内に余っていた水を給水ボトル102に回収できる。
After supplying water to each small
上記の本実施形態の気流可視化装置100であれば、トレーサとして霧を利用していて、測定後には蒸発するため空間内に塵埃等が残ることがなく、空間内を汚染せず、火災報知器等の室内設備への影響も少ない。加えて、連通管106に設けられた複数の小型超音波式加湿器104から噴霧するため、室内のような大空間に対して、少量のトレーサを面状に散布することができる。また、ファン等を使用せずにトレーサを弱い勢いで散布することができるため、大容量の加湿器に比べて、空間内の気流を乱すことがない。さらには、軽量かつ簡潔な構成のため、空間内での移動と局所的な測定とを楽に繰り返すことができ、広い範囲でも気流の可視化を容易に行うことが可能である。
In the
図5は、気流可視化装置100の分解図である。当該気流可視化装置100は、手軽に分解することが可能になっている。給水ボトル102や小型超音波式加湿器104、モバイルバッテリ112などは連通管106から着脱可能になっていて、連通管106も複数の管106a、106bに分解することができる。これら構成によって、気流可視化装置100は運搬および収納を極めて楽に行うことができる。
FIG. 5 is an exploded view of the
上記構成の他、気流可視化装置100は、接続口110を塞ぐ口栓部品116も備えている。口栓部品116は、小型超音波式加湿器104に代わって使用される接続口110の蓋であり、接続口110に着脱可能な構成になっている。複数の小型超音波式加湿器104および口栓部品116を組み合わせることで、気流可視化装置100は連通管106上における小型超音波式加湿器104の数や配置を任意に調節することができる。
In addition to the above configuration, the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modifications or modifications within the scope of the claims, which naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
本発明は、空間内の気流を可視化する気流可視化装置として利用することができる。 The present invention can be used as an airflow visualization device that visualizes the airflow in space.
100…気流可視化装置、102…給水ボトル、104…小型超音波式加湿器、106…連通管、106a、106b…連通管を分解した管、108…連通管の一端、109…枝管、110…接続口、112…モバイルバッテリ、114…連通管の他端、116…口栓部品、118…ろ紙、120…堰 100 ... Airflow visualization device, 102 ... Water supply bottle, 104 ... Small ultrasonic humidifier, 106 ... Communication pipe, 106a, 106b ... Disassembled communication pipe, 108 ... One end of communication pipe, 109 ... Branch pipe, 110 ... Connection port, 112 ... mobile battery, 114 ... the other end of the communication pipe, 116 ... spout parts, 118 ... filter paper, 120 ... dam
Claims (3)
前記連通管の一端に接続された給水ボトルと、
前記連通管に設けられた複数の枝管と、
前記枝管の先端の接続口に接続され前記連通管から給水される複数の小型超音波式加湿器と、
前記枝管のうち、前記給水ボトルとは反対側の下半分程度を塞ぐ堰と、を備えることを特徴とする気流可視化装置。 A linear communication pipe and
A water bottle connected to one end of the communication pipe and
A plurality of branch pipes provided in the communication pipe and
A plurality of small ultrasonic humidifiers connected to the connection port at the tip of the branch pipe and supplied with water from the communication pipe, and
An airflow visualization device including a weir that closes about the lower half of the branch pipe on the side opposite to the water supply bottle.
前記連通管の一端には、前記飲料用ペットボトルのキャップに合わせた内ネジが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の気流可視化装置。 The airflow visualization device can use a PET bottle for beverages as the water supply bottle.
The airflow visualization device according to claim 1, wherein an internal screw matching the cap of the beverage PET bottle is formed at one end of the communication pipe.
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