JPH06182278A - 超音波霧化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】タンクの水面高さが変化しても、吐出管が塞が
れることがなく、ミストの排出性能の低下を防止した超
音波霧化装置を提供する。 【構成】超音波振動子１２によりタンク１１内の水に超
音波振動を与えてこの水に振動水柱を発生させてミスト
を生じさせるとともに、ファン１９により吐出管２０に
空気の流れを生じさせ、上記ミストをこの空気流れにの
せて上記吐出管２０を通じて外部に排出するようにした
超音波霧化装置１０において、上記ミスト吐出管２０の
下端２０ｂは振動水柱を囲むようにし、かつこのミスト
吐出管２０の下端２０ｂと水面との間に、タンク１１内
の水面が所定の最下位から最上位まで変動しても常に吐
出管２０に流れ込む空気流を確保する通路２１を形成
し、吐出管２０が塞がれることを防止したことを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機などで発生
する結露等のドレン水を自動的に霧化して蒸発させるの
に有効な超音波霧化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機においては、冷房運転する場
合にエバポレータの表面温度が低下し、これに接触する
空気に含まれる湿気がエバポレータの表面に結露（凝
縮）し、いわゆるドレン水が発生する。このようなドレ
ン水はドレンパンに滴下し、これを排水ホースで自動的
に外部に排出したり、ドレンタンクに貯えるなどの処理
をしている。しかしながら、スポットクーラ等のような
移動式空調機の場合は、排水ホースを用いて排出する施
設がないことが多く、またドレンタンクに貯えておいて
所定量に達すると捨てるなどの処理方法は、ドレンタン
クが満杯になる都度廃棄処分をしなければならないから
面倒である等の不具合がある。

【０００３】そこで、上記ドレン水を自動的に蒸発させ
ることにより処分することが考えられている。例えば、
実開昭５６−１４１９２５号公報では、エバポレータで
発生したドレン水をドレンパンに集め、このドレン水を
吸水材やポンプなどを用いてコンデンサに送り、このド
レン水を表面温度の高いコンデンサの表面に降りかけて
蒸発処理する手段が提案されている。

【０００４】しかしながら、上記ドレン水をコンデンサ
の表面に降りかけて蒸発させる手段は、コンデンサの表
面に錆を発生させ易いとともに、全部の水を処理できず
に一部未処理水が残ったり、空調機が運転を継続してい
ないと蒸発処理が不可能であるなどの不具合がある。

【０００５】このため、ドレン水を超音波霧化装置によ
り蒸発させる手段が検討されている。超音波霧化装置
は、超音波式加湿器などによりその原理が知られている
通り、ドレンタンクに設けた超音波振動子によりドレン
水に超音波振動を与え、これによりドレン水の水面に振
動円柱を発生させ、この振動円柱により水を微細な粒に
粉砕してミストを発生させるようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ミストは、送風フ
ァンで発生させた空気の流れにのせて吐出管を通じて外
部へ強制的に排出するようになっている。すなわち、吐
出管により上記ミストを強制的に排出することにより、
ミストの排除率および発生率を高くし、霧化性能を高く
するようになっている。

【０００７】しかしながら、超音波霧化装置をドレン水
の蒸発器として用いる場合、空調機は運転負荷に応じて
ドレン水の発生量が変動し、よってドレンタンクに流れ
こんでくるドレン水の量も変動する。ドレン水の発生量
と超音波霧化装置の霧化性能との間に格差があると、ド
レンタンクの水面が変動する。ドレンタンクの水面が変
動すると、吐出管の下端開口部が上昇したドレン水によ
り塞がれることがあり、このような場合は送風ファンで
発生した空気流れが吐出管に作用しなくなり、つまり強
制送風が利かなくなるから、ミストの排出性能が極端に
低下する欠点がある。このため、ドレン水の発生量の変
動に追従できなくなる欠点がある。

【０００８】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、霧化しようとする
水を収容したタンクの水面高さが変化しても、吐出管が
塞がれることがなく、ミストの排出性能が低下するのを
防止した超音波霧化装置を提供しようとするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、霧化しようとする水を収容したタンクに超音
波振動子を設け、この超音波振動子により上記タンクの
水の水面に振動水柱を発生させ、この振動水柱にてミス
トを発生させるとともに、このタンクの上方に、上記ミ
ストを外部に排出する吐出管を設置し、ファンにより発
生した空気流れを上記吐出管を通過させて上記ミストを
この空気流れとともに外部に排出するようにした超音波
霧化装置において、上記ミスト吐出管の下端は上記タン
ク内の水面が所定の最下位から最上位まで変動しても常
に上記振動水柱を囲むようにし、かつこのミスト吐出管
の下端と水面との間に、上記タンク内の水面が所定の最
下位から最上位まで変動しても常に吐出管に流れ込む空
気流を確保する通路を形成したことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の構成によれば、タンク内の水面が所定
の最下位から最上位まで変動しても、ミスト吐出管の下
端は振動水柱を囲むので発生したミストを逃がさず、か
つミスト吐出管の下端と水面との間に吐出管に流れこむ
空気流を確保する通路を形成したから、タンクの水面高
さが変化しても、吐出管が塞がれることがなく、ミスト
の排出性能を高く保つことができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明について、図１に示す第１の実施
例にもとづき説明する。本実施例は、スポットクーラ１
のドレン水処理のために用いられる超音波霧化装置につ
いて示すもので、スポットクーラ１はエバポレータ２に
結露した凝縮水が滴下するのを受けるためのドレンパン
３を備えている。ドレンパン３に滴下したドレン水はド
レンホース４により超音波霧化装置１０に送られるよう
になっている。なお、５はエバポレータ２にて冷却され
た空気を排出する冷却風ダクトである。

【００１２】超音波霧化装置１０について説明すると、
１１は霧化しようとする水すなわちドレン水を貯えるド
レンタンクであり、このタンク１１には上記ドレンホー
ス４を通じてドレン水が送り込まれるようになってい
る。ドレンタンク１１の底には、超音波振動子１２が取
り付けられており、この超音波振動子１２は超音波発振
器１３により超音波振動を発生する。超音波発振器１３
は、電源接続用コンセント１４を介して接続される商用
電源電圧の周波数を、トランス１５により変換して入力
電圧を得るようになっている。

【００１３】上記タンク１１はケーシング１６により覆
われており、このケーシング１６内と上記タンク１１の
水面Ｌとの間に霧化室１７が構成されている。霧化室１
７には吸気ダクト１８が接続されており、この吸ダクト
１８には送風ファン１９が設けられている。この送風フ
ァン１９を運転すると、外気が吸気ダクト１８を通じて
霧化室１７に送り込まれるようになっている。

【００１４】上記ケーシング１６には吐出管２０が取着
されている。吐出管２０は上端２０ａが外気に開放され
ているとともに、下端２０ｂは上記超音波振動子１２に
対向して開口されている。この場合、吐出管２０の下端
２０ｂは、ドレンタンク１１の水面Ｌが所定の最下位ｈ
である場合に、この水面Ｌに接触または所定の隙間を存
して離間するように設定されている。すなわち、上記超
音波振動子１２の作用によりドレン水に超音波振動を与
えると、この超音波振動子１２の真上の水面には振動水
柱が発生し、この振動水柱によって水が粉砕されてミス
トが生じる。上記吐出管２０の下端２０ｂは水面高さが
最下位ｈにある場合に、この振動水柱を取り囲んで水面
に接触、または下端２０ｂは振動水柱の周囲から吐出管
２０内に空気を取り込むことができるように、水面との
間の隙間を確保するように設定されている。

【００１５】そして、この吐出管２０の下端は２０ｂ、
水面Ｌが所定の最上位Ｈに達した場合は水面下に沈むよ
うになっている。しかしながら、吐出管２０の側壁に
は、吐出管２０の下端２０ｂから上記水面が最上位Ｈに
達する位置に亘り、切欠溝２１が開口形成されている。
すなわち、タンク１１内の水面が最上位Ｈに達するまで
は、切欠溝２１を通じて霧化室１７の空気が吐出管２０
に流入するように設定されている。

【００１６】このような構成の第１実施例について作用
を説明する。スポットクーラ１を運転すると、温度の低
いエバポレータ２の表面に結露し、この凝縮水はドレン
パン３に滴下し、このドレン水はドレンホース４を経て
超音波霧化装置１０のドレンタンク１１に送られる。

【００１７】超音波霧化装置１０を運転すると、超音波
振動子１２がタンク１１内のドレン水に超音波振動を与
え、よってこの超音波振動子１２の真上に位置するドレ
ン水の水面に振動水柱が発生する。この振動水柱によっ
て水が粉砕されてミストが生じる。一方、送風ファン１
９の運転により外気が吸気ダクト１８を通じて吐出管２
０に送り込まれ、この吐出管２０上端から外部に送り出
される。上記ミストは上記吐出管２０に流れこむ空気に
のってこの空気と一緒に吐出管２０の上端２０ａから外
部に放出される。

【００１８】この場合、吐出管２０の下端２０ｂはドレ
ン水の水面に発生する振動水柱を包囲する大きさを有し
ているから、振動エネルギーを周囲に逃がさず、よって
吐出管２０の内部の投影面積内に振動水柱を確実に発生
させることができ、かつこの振動水柱に発生したミスト
を外部に逃がさない。

【００１９】そして、水位が所定の最下位ｈにある場合
は、吐出管２０の下端２０ｂが水面と接触、または水面
との間に隙間を形成しているので、霧化室１７の空気が
切欠溝２１、および吐出管２０の下端２０ｂと水面との
間より吐出管２０に導入される。このため、振動水柱の
周囲のミストが吐出管２０に流入した空気に混ざって空
気流にのって効果的に運ばれ、吐出管２０の上端開口部
２０ａから外部に放出する。

【００２０】一方、水位が所定の最下位ｈよりも上昇し
た場合は、吐出管２０の下端２０ｂは水面に浸漬される
が、吐出管２０の側壁に切欠溝２１を形成してあるか
ら、霧化室１７の空気はこの切欠溝２１を通じて吐出管
２０内に導入されるようになり、よって吐出管２０には
気流の流れが確保されることになる。したがって、振動
水柱で発生したミストを空気流にのせて吐出管２０の上
端開口部２０ａから外部に放出することができる。

【００２１】このようなことから、スポットクーラ１の
運転状況により、つまり冷房負荷の変動によりドレン水
の発生量が超音波霧化装置１０の霧化性能を上回り、ド
レンタンク１１内のドレン水量が増えるようなことがあ
っても、水面が最高水位Ｈ（切欠溝２１の上端縁が水面
に沈む高さ）以下であれば、霧化機能を継続することが
でき、よってクーラ１の運転状況の変化に対応すること
ができる。

【００２２】また、この実施例の場合は、超音波霧化装
置１０の運転をスポットクーラ１の運転とは独立して行
え、ドレンタンク１１に収容したドレン水を霧化するよ
うになっているので、スポットクーラ１を運転しなくて
も超音波霧化装置１０のみを独自に運転することがで
き、よってクーラ１運転終了後もドレン水の蒸発運転が
行える。また、超音波霧化装置１０をスポットクーラ１
とは独立して構成することができるから、ドレンタンク
１１の容量を大きくすることもでき、大能力クーラにも
適用可能である。

【００２３】なお、上記実施例の場合、超音波霧化装置
１０をスポットクーラ１と分離独立して構成した場合を
説明したが、本発明は図２に示すように、超音波霧化装
置をスポットクーラに一体的に内蔵してもよい。つま
り、図２の超音波霧化装置内蔵形スポットクーラ３０
は、クーラ本体３１の一側にコンデンサ３２を取り付け
てあるとともに他側にエバポレータ３３を設置してあ
り、これらコンデンサ３２とエバポレータ３３との間に
共通ファンモータ３４を配置してある。共通ファンモー
タ３４のモータ軸には一端にコンデンサ用ファン３５を
取り付けてあるとともに他端にエバポレータ用ファン３
６を取り付けてある。共通ファンモータ３４を回転させ
て冷房運転すると、コンデンサ用ファン３５およびエバ
ポレータ用ファン３６が同時に駆動され、エバポレータ
３３により通過空気が冷却されて冷却風ダクト５より送
風される。

【００２４】エバポレータ３３の下方にはドレンパン３
７が設けられており、エバポレータ３３に結露した凝縮
水がこのドレンパン３７に滴下する。このドレン水はド
レンパイプ３８を介して、上記クーラ本体３１の内部の
下部に設けられた超音波霧化装置１０に流れるようにな
っている。

【００２５】超音波霧化装置１０の構造は、基本的に図
１に示す場合と同様であってよいから同一部材には同一
番号を付してその説明を省略する。この場合、吐出管２
０の上端はクーラ本体３１に形成した排風路３９内に開
口しており、この吐出管２０より排出されたミストはコ
ンデンサ風と一緒に外部へ排出されるようになってい
る。その他の作用は、図１の場合と同様である。

【００２６】また、前記実施例では、吐出管２０の側壁
に切欠溝２１を形成したが、本発明は切欠溝２１に代わ
って、図３に示すような種々の変形例でも実施可能であ
る。つまり、図３の（Ａ）の場合は吐出管２０の側壁に
軸方向に間隔を存して複数のルーバ５０…を形成したも
のであり、また図３の（Ｂ）の場合は吐出管２０の側壁
に軸方向に間隔を存して複数の孔６０…を形成したもの
である。いづれの場合も、水面高さがｈからＨの範囲に
変動しても空気流を確保することができる。

【００２７】さらに、図３の（Ｃ）の場合は、吐出管２
０の下端にフロート７０を備えた摺動管７１を摺動自在
に連結し、この摺動管７１に切欠溝７２を形成したもの
である。この場合は、水面高さが変動しても摺動管７１
がフロート７０と一体に水面の変動に追従して上下動
し、吐出管２０には切欠溝７２により確実に空気を導入
することができる。

【００２８】また、本発明は空調機のドレンを蒸発処理
するための超音波霧化装置に特定されるものではなく、
要するにタンク１１に収容した水の水位が変動する場合
に適用可能であるから、加湿器を始めとする種々の超音
波霧化装置に実施可能である。

【００２９】さらに、送風ファン１９は吐出管２０に対
して空気の流れ方向の上流側に設置したが、吐出管２０
の下流側に設置し、霧化室１７に導入した外気を吐出管
２０に強制吸引し、この吐出管２０の外端から排出する
ようにしてもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、タ
ンク内の水面が所定の最下位から最上位まで変動して
も、ミスト吐出管の下端は振動水柱を囲むので発生した
ミストを逃がさず、かつミスト吐出管の下端と水面との
間に空気の流れを確保する通路を形成したから、タンク
の水面高さが変化しても、吐出管が塞がれることがな
く、ミストの排出性能を高く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すスポットクーラお
よびこれに接続した超音波霧化装置の構成図。

【図２】本発明の第２の実施例を示す超音波霧化装置内
蔵形スポットクーラの構成図。

【図３】同実施例の吐出管の他の実施例を示し、
（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれ異なる例の構成
図。 １…スポットクーラ ２…エバポレータ ３…
ドレンパン １０…超音波霧化装置 １１…ドレンタンク １２
…超音波振動子 １６…ケーシング １７…霧化室 １８
…吸気ダクト １９…送風ファン ２０…吐出管 ２１
…切欠溝（空気流を確保する通路）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 霧化しようとする水を収容したタンクに
   超音波振動子を設け、この超音波振動子により上記タン
   クの水の水面に振動水柱を発生させ、この振動水柱にて
   ミストを発生させるとともに、このタンクの上方に、上
   記ミストを外部に排出する吐出管を設置し、ファンによ
   り発生した空気の流れを上記吐出管を通過させて上記ミ
   ストをこの空気流れとともに外部に排出するようにした
   超音波霧化装置において、 上記ミスト吐出管の下端は、上記タンク内の水面が所定
   の最下位から最上位まで変動しても常に上記振動水柱を
   囲むようにし、かつこのミスト吐出管の下端と水面との
   間に、上記タンク内の水面が上記所定の最下位から最上
   位まで変動しても常に吐出管に流れ込む空気流を確保す
   る通路を形成したことを特徴とする超音波霧化装置。