KR20190129941A

KR20190129941A - 2유체 분무 장치

Info

Publication number: KR20190129941A
Application number: KR1020197030397A
Authority: KR
Inventors: 야스시 모리조노
Original assignee: 도시바 미쓰비시덴키 산교시스템 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2019-11-20
Also published as: US11491502B2; US20200171526A1; CN110446556B; WO2018179474A1; JP6813082B2; KR102278719B1; CN110446556A; JPWO2018179474A1

Abstract

2유체 분무 장치(10D)는, 가압수와 압축 기체를 혼합시켜 분무하는 복수의 계의 2유체 노즐(1a)과, 복수의 계의 2유체 노즐(1a)에 공통의 수압의 가압수를 공급하는 급수 설비(3)와, 복수의 계의 2유체 노즐(1a)에 공통의 압력의 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 설비(4)와, 복수의 계의 2유체 노즐(1a)의 각각 계의 분무 제어를 하는 복수의 분무 제어부(2a, 2b)를 구비하고, 복수의 분무 제어부(2a, 2b)의 각각은, 분무 명령값에 기초하여, 급수 설비(3)로부터 공급되는 가압수의 수압을 가압하지 않고 감압하는 제어를 하는 수압 제어부(25a)와, 분무 명령값에 기초하여, 압축 공기 공급 설비(4)로부터 공급되는 압축 공기의 압력을 제어하는 공기압 제어부(22aD1, 22aD2)를 구비한다.

Description

2유체 분무 장치

본 발명은 2유체 분무 장치에 관한 것이다.

일반적으로 압축 기체 및 가압 액체를 2유체 노즐에 공급하여 분무하는 2유체 분무 장치가 개시되어 있다.

예를 들어 가압 액체 공급계의 내부의 가압 액체의 잔량이 부족할 때, 액체 보급계로부터의 보급 액체를, 압축 기체 공급계의 압축 기체를 이용하여 가압 액체 공급계의 가압 액체보다 높은 압력으로서 가압 액체 공급계에 공급함과 함께, 가압 액체 공급계의 가압 액체의 공급 압력을 일정하게 유지하면서 연속적으로 분무하는 2유체 분무 장치가 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).

또한 가압 액체 공급계에, 압축 기체 공급계로부터의 압축 기체의 압력을 임의의 압력으로 인가할 수 있도록 구성하고, 이 압축 기체에 의하여 액체의 압력을 일정하게 제어하는 2유체 분무 장치가 개시되어 있다(특허문헌 2 참조).

그러나 2유체 분무 장치에서는, 분무하는 안개의 성질을 제어하기 위해서는 0.5㎫ 정도의 압력 및 고정밀도의 수압 제어가 요구된다. 예를 들어 복수의 분무 제어계를 구비하는 유체 분무 장치의 경우, 각각의 분무 제어계에서 0.5㎫ 정도의 압력 및 고정밀도의 수압 제어를 행하면 제조면 또는 운용면에서 비용이 증대된다. 한편, 복수의 분무 제어계에 공급되는 공통의 물에 대하여 고정밀도의 수압 제어를 행하면 분무 제어계별로 안개의 성질을 제어할 수 없다.

일본 특허 공개 제2014-23976호 공보 일본 특허 공개 제2015-102249호 공보

본 발명의 목적은, 복수의 분무 제어계별로 안개의 성질을 제어하고 제조면 또는 운용면의 비용을 억제한 2유체 분무 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 관점에 따른 2유체 분무 장치는, 가압수와 압축 기체를 혼합시켜 분무하는 복수의 계의 2유체 노즐과, 상기 복수의 계의 2유체 노즐에 공통의 수압의 상기 가압수를 공급하는 가압수 공급 수단과, 상기 복수의 계의 2유체 노즐에 공통의 압력의 상기 압축 기체를 공급하는 압축 기체 공급 수단과, 상기 복수의 계의 2유체 노즐의 각각 계의 분무 제어를 하는 복수의 분무 제어 수단을 구비하고, 상기 복수의 분무 제어 수단의 각각은, 상기 분무 제어를 하기 위한 분무 명령값에 기초하여, 상기 가압수 공급 수단으로부터 공급되는 상기 가압수의 수압을 가압하지 않고 감압하는 제어를 하는 수압 제어 수단과, 상기 분무 명령값에 기초하여, 상기 압축 기체 공급 수단으로부터 공급되는 상기 압축 기체의 압력을 제어하는 기체 압력 제어 수단을 구비한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 연산 처리부에서 이용하는 분무량, 수압 및 공기압의 관계를 나타내는 관계도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 연산 처리부에서 이용하는 분무량, 수압, 공기압 및 공기량의 관계를 나타내는 관계도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 6은 제3 실시 형태에 따른 연산 처리부에서 이용하는 분무량, 수압, 공기압, 공기량 및 평균 입경의 관계를 나타내는 관계도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치의 구성을 도시하는 구성도이다.

(제1 실시 형태)

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)의 구성을 도시하는 구성도이다. 또한 도면에 있어서의 동일 부분에는 동일 부호를 붙이며, 상이한 부분을 주로 설명한다.

2유체 분무 장치(10)는 두 공간(9a, 9b)의 습도를 조절한다. 2유체 분무 장치(10)는, 가습을 하는 것이라면 냉각 또는 가열 등의 온도 조절을 동시에 행해도 된다. 또한 각 공간(9a, 9b)은 구획되어 있어도 되고 구획되어 있지 않아도 되며, 동일한 공간이어도 된다.

2유체 분무 장치(10)는 A계 및 B계의 두 분무 제어계를 구비한다. 또한 2유체 분무 장치(10)는 몇 개의 분무 제어계가 있어도 된다. 2유체 분무 장치(10)는 복수의 A계 2유체 노즐(1a), 복수의 B계 2유체 노즐(1b), A계 분무 제어부(2a), B계 분무 제어부(2b), 급수 설비(3), 압축 공기 공급 설비(4), 물 공급로(5), 공기 공급로(6) 및 습도계(7a, 7b)를 구비한다.

2유체 노즐(1a, 1b)은, 액체와 기체를 혼합시켜 안개화된 유체를 분무하는 노즐이다. 본 실시 형태에서는 액체는 물이고 기체는 공기이다. 예를 들어 물은, 수돗물 등을 정제하여 얻어지는 순수이다. A계 2유체 노즐(1a)은 A계의 공간(9a)에 마련되어 있다. B계 2유체 노즐(1b)은 B계의 공간(9b)에 마련되어 있다.

급수 설비(3)는, 2유체 노즐(1a, 1b)로부터 분무하는 물을 가압하여 공급하기 위한 설비이다. 급수 설비(3)는, 신뢰성을 향상시키기 위하여 급수 펌프(31) 등의 기기가 이중화되어 있지만, 이중화되어 있지 않아도 된다.

압축 공기 공급 설비(4)는, 2유체 노즐(1a, 1b)로 압축 공기를 송입하기 위한 설비이다. 압축 공기 공급 설비(4)는, 신뢰성을 향상시키기 위하여 컴프레서(41) 등의 기기가 이중화되어 있지만, 이중화되어 있지 않아도 된다.

물 공급로(5)는, 급수 설비(3)로부터 공급된 물이 분무 제어부(2a, 2b)를 거쳐 2유체 노즐(1a, 1b)에 공급되도록 마련되어 있다.

공기 공급로(6)는, 압축 공기 공급 설비(4)로부터 공급된 압축 공기가 분무 제어부(2a, 2b)를 거쳐 2유체 노즐(1a, 1b)에 공급되도록 마련되어 있다.

A계 습도계(7a)는 A계의 공간(9a)에 마련되어 있다. B계 습도계(7b)는 B계의 공간(9b)에 마련되어 있다. 습도계(7a, 7b)는, 각각이 마련되어 있는 공간(9a, 9b)의 습도를 측정한다. 습도계(7a, 7b)는 측정한 습도를 각각 분무 제어부(2a, 2b)에 송신한다.

각 분무 제어부(2a, 2b)는, 습도계(7a, 7b)에 의하여 측정된 습도, 및 급수 설비(3)로부터 공급된 수압에 기초하여 2유체 노즐(1a, 1b)의 분무를 제어한다. A계 분무 제어부(2a)는 A계 2유체 노즐(1a)의 분무를 제어한다. B계 분무 제어부(2b)는 B계 2유체 노즐(1b)의 분무를 제어한다.

A계 분무 제어부(2a)는 연산 처리부(21a), 공기압 제어부(22a), 밸브(23a) 및 수압 측정기(24a)를 구비한다. B계 분무 제어부(2b)는 연산 처리부(21b), 공기압 제어부(22b), 밸브(23b) 및 수압 측정기(24b)를 구비한다. 또한 B계 분무 제어부(2b)는 A계 분무 제어부(2a)와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 이후에는 주로 A계 분무 제어부(2a)에 대하여 설명한다.

밸브(23a)는, 급수 설비(3)로부터 공급된 물이 A계 2유체 노즐(1a)에 공급되는 물 공급로(5)의 도중에 마련되어 있다. 밸브(23a)는 물 공급로(5)의 개폐를 행하거나, 물 공급로(5)에 흐르는 물의 유량을 조절하거나 한다. 또한 밸브(23a)는 물 공급로(5)를 개폐할 수 있으면, 어떠한 것이어도 된다. 예를 들어 밸브(23a)는 이방 밸브 또는 레귤레이터이다. 또한 밸브(23a)는 마련되어 있지 않아도 된다.

수압 측정기(24a)는, 급수 설비(3)로부터 공급된 물이 A계 2유체 노즐(1a)에 공급되는 물 공급로(5)의 도중에 마련되어 있다. 수압 측정기(24a)는, 물 공급로(5)에 흐르는 물의 수압을 측정한다. 수압 측정기(24a)는 측정한 수압을 연산 처리부(21a)에 송신한다.

연산 처리부(21a)는 A계 분무 제어부(2a)에 있어서의 연산 처리를 행한다. 연산 처리부(21a)는, 분무량의 명령값 및 수압 측정기(24a)에 의하여 측정된 수압에 기초하여, A계 2유체 노즐(1a)에 공급할 압축 공기의 공기압을 연산한다. 분무량의 명령값은, 습도계(7a)에 의하여 측정된 습도에 기초하여 결정된다. 연산 처리부(21a)는 연산한 공기압에 기초하여, 압축 공기의 공기압을 제어하기 위한 공기압 명령값을 생성한다. 연산 처리부(21a)는 생성한 공기압 명령값을 공기압 제어부(22a)에 출력한다.

공기압 제어부(22a)는, 연산 처리부(21a)에 의하여 연산된 공기압 명령값에 기초하여 압축 공기의 공기압을 제어하여 A계 2유체 노즐(1a)에 공급한다.

도 2는, 본 실시 형태에 따른 연산 처리부(21a)에서 이용하는 분무량, 수압 및 공기압의 관계를 나타내는 관계도이다.

여기서는, 정격 분무량(100%)을 100mL/min로 하고, 분무량의 명령값은 0%, 25%, 50%, 75%, 100% 중 어느 것인 것으로 한다.

연산 처리부(21a)에는, 도 2의 관계를 나타내는 테이블이 기억되어 있다. 예를 들어 수압 측정기(24a)에 의하여 측정된 수압이 400㎪이고 분무량의 명령값이 50%인 경우, 압축 공기의 공기압은 540㎪로 할 필요가 있다. 그래서 연산 처리부(21a)는 공기압 명령값을 540㎪로 함으로써, 공기압이 540㎪인 압축 공기가 A계 2유체 노즐(1a)에 공급된다. 이것에 의하여 A계 2유체 노즐(1a)의 분무량은 50mL/min으로 된다.

급수 설비(3)는, 도 2에 나타나 있는 500㎪, 450㎪, 또는 400㎪ 중 어느 수압으로 물을 공급한다. 따라서 수압 측정기(24a)에 의하여 측정된 수압이 이들 중 어느 값이면, 연산 처리부(21a)는 기억된 테이블에 따라 직접적으로 공기압 명령값이 결정된다.

다음으로, 급수 설비(3)의 물의 공급 압력이 변동된 경우에 대하여 설명한다.

분무량의 명령값이 50%(50mL/min)일 때, 측정된 수압이 425㎪라고 하자. 이 경우, 테이블에는, 수압이 425㎪일 때의 공기압은 기재되어 있지 않기 때문에, 연산 처리부(21a)는 다음과 같이 공기압 명령값을 연산한다.

연산 처리부(21a)는 분무량의 명령값에 대하여, 측정된 수압보다도 높은 수압과 낮은 수압일 때의 각각의 공기압을 테이블로부터 구한다. 측정된 425㎪보다도 한 단계 높은 수압은 450㎪이고, 425㎪보다도 한 단계 낮은 수압은 400㎪이다. 또한 분무량이 50%이고 수압이 450㎪인 경우, 공기압은 604㎪이고, 분무량이 50%이고 수압이 400㎪인 경우, 공기압은 540㎪이다.

측정된 수압을 Pm, Pm보다도 높은 수압을 Pwu, Pm보다도 낮은 수압을 Pwd, 분무량의 명령값에 대하여 수압이 Pwu인 경우의 공기압을 Pau, 분무량의 명령값에 대하여 수압이 Pwd인 경우의 공기압을 Pad라 한 경우, 공기압 명령값은 다음 식에 의하여 구해진다.

공기압 명령값=(Pm-Pwd)÷(Pwu-Pm)×(Pau-Pad) … 식 (1)

상기 식에 의하여 공기압 명령값=(425-400)÷(450-425)×(604-540)=572㎪이 구해진다.

연산 처리부(21a)는 공기압 명령값을 572㎪로 함으로써, 공기압 제어부(22a)는 압축 공기의 공기압을 572㎪로 하여 A계 2유체 노즐(1a)에 공급된다. 이것에 의하여, 급수 설비(3)의 물의 공급 압력이 변동되더라도 A계 2유체 노즐(1a)의 분무량은 50%로 유지된다.

본 실시 형태에 의하면, 2유체 노즐(1a, 1b)에 인가되는 수압을 측정하고, 측정한 수압에 기초하여 압축 공기의 공기압을 제어함으로써, 2유체 노즐(1a, 1b)의 분무량을 제어할 수 있다. 이것에 의하여 수압의 변동을 허용할 수 있기 때문에, 급수 설비(3)는 물의 공급 압력을 고정밀도로 제어하지 못해도 된다. 따라서 2유체 분무 장치(10)의 제조 비용을 저감시킬 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 3은, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10A)의 구성을 도시하는 구성도이다.

2유체 분무 장치(10A)는, 도 1에 도시하는 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)에 있어서, 두 분무 제어부(2a, 2b)를 각각 분무 제어부(2aA, 2bA)로 바꾼 것이다. 그 외의 점은 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)와 마찬가지이다.

A계 분무 제어부(2aA)는, 제1 실시 형태에 따른 A계 분무 제어부(2a)에 있어서, 밸브(23a)를 제어 밸브(23aA)로 바꾸고 연산 처리부(21a)를 연산 처리부(21aA)로 바꾼 것이다. 그 외의 점은 제1 실시 형태에 따른 A계 분무 제어부(2a)와 마찬가지이다.

B계 분무 제어부(2aB)는, 제1 실시 형태에 따른 B계 분무 제어부(2b)에 있어서, 밸브(23b)를 제어 밸브(23bA)로 바꾸고 연산 처리부(21b)를 연산 처리부(21bA)로 바꾼 것이다. 그 외의 점은 제1 실시 형태에 따른 B계 분무 제어부(2b)와 마찬가지이다.

또한 B계 분무 제어부(2bA)는 A계 분무 제어부(2aA)와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 이후에는 주로 A계 분무 제어부(2aA)에 대하여 설명한다.

제어 밸브(23aA)는, 연산 처리부(21aA)에 의하여 연산된 수압 명령값에 기초하여 수압을 제어하여 A계 2유체 노즐(1a)에 물을 공급한다.

도 4는, 본 실시 형태에 따른 연산 처리부(21aA)에서 이용하는 분무량, 수압, 공기압 및 공기량의 관계를 나타내는 관계도이다. 도 4는, 도 2에 나타내는 관계도에 공기량의 데이터를 추가한 것이다.

연산 처리부(21aA)에는, 도 4의 관계를 나타내는 테이블이 기억되어 있다. 연산 처리부(21aA)는 통상 운전과 에너지 절약 운전의 두 운전 모드에서 수압 명령값 및 공기압 명령값을 결정한다. 운전 모드의 전환은 분무량의 명령값에 기초하여 행해져도 되고, 수동으로 행해져도 되고, 그 외의 방법으로 행해져도 된다. 예를 들어 분무량의 명령값이 0% 등의 저분무량으로 되었을 때 통상 운전으로부터 에너지 절약 운전으로 전환한다. 통상 운전 시의 연산 처리부(21aA)의 동작에 대해서는, 제1 실시 형태에 따른 연산 처리부(21a)와 마찬가지이다.

다음으로, 에너지 절약 운전 시의 연산 처리부(21aA)의 동작에 대하여 설명한다.

통상 운전에서, 분무량의 명령값이 0%, 수압이 500㎪, 공기압이 700㎪로 운전되고 있으며, 통상 운전으로부터 에너지 절약 운전으로 전환한 경우에 대하여 설명한다.

연산 처리부(21aA)는, 수압을 500㎪로부터 400㎪로 낮추도록 수압 명령값을 연산한다. 또한 분무량의 명령값이 0%로 유지되도록, 400㎪의 수압에 대응하는 공기압 명령값을 연산한다. 즉, 연산 처리부(21aA)는 공기압 명령값을 580㎪로 한다. 이것에 의하여 제어 밸브(23aA)는 수압이 400㎪로 되도록 제어한다. 공기압 제어부(22a)는 공기압이 580㎪로 되도록 제어한다. 또한 연산 처리부(21aA)는 수압 명령값을 변경하는 경우, 분무 입자의 입경(예를 들어 평균 입경)도 고려하여 수압 명령값을 결정해도 된다.

상술한 제어에 의하여 공기압은 700㎪로부터 580㎪로 저감되고, 공기량은 35NL/min으로부터 30NL/min으로 저감된다.

본 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태에 의한 작용 효과에 더해 수압을 낮추는 제어를 함으로써, 분무량을 변화시키지 않고 공기압 및 공기량을 저감시킬 수 있다. 또한 급수 설비(3)로부터, 모든 분무 제어부(2aA, 2bA)에서 필요로 하는 최고 압력으로 급수를 행하기 때문에, 각 분무 제어부(2aA, 2bA)는 승압하는 수단이 불필요하다. 이에 의하여 2유체 분무 장치(10A)의 운전 비용과 설비 비용을 저감시킬 수 있다.

(제3 실시 형태)

도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10B)의 구성을 도시하는 구성도이다.

2유체 분무 장치(10B)는, 도 1에 도시하는 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)에 있어서, C계의 분무 제어를 추가하고, 급수 설비(3)를 급수 설비(3B)로 바꾸고, 분무 제어부(2a, 2b)를 분무 제어부(2aB, 2bB)로 바꾸고, C계 분무 제어부(2cB), 그리고 C계의 공간(9c)에 설치되는 2유체 노즐(1c) 및 습도계(7c)를 추가한 것이다. 그 외의 점은 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)와 마찬가지이다.

급수 설비(3B)는 두 급수 펌프(31), 두 인버터(32), 연산 처리부(33) 및 수압 측정기(34)를 구비한다. 또한 급수 설비(3B)는 제1 실시 형태와 마찬가지로 이중화되어 있지만, 이중화되어 있지 않아도 된다.

인버터(32)는 각 급수 펌프(31)에 각각 접속되어 있다. 인버터(32)는 급수 펌프(31)로부터 출력되는 수압을 고정밀도로 제어한다. 인버터(32)는 연산 처리부(33)로부터 출력되는 제어 명령값에 기초하여 급수 펌프(31)의 수압을 제어한다.

수압 측정기(34)는 급수 설비(3B)(두 급수 펌프(31))로부터 출력되는 수압을 측정한다. 수압 측정기(34)는 측정한 수압을 연산 처리부(33)에 출력한다.

연산 처리부(33)는, 각 분무 제어부(2aB 내지 2cB)가 각각 분무를 제어하기 위한 분무 정보를 수신한다. 분무 정보는, 각 계의 2유체 노즐(1a 내지 1c)로부터 분무되는 안개의 성질에 관한 정보이다. 예를 들어 분무 정보는 분무량 또는 분무 입자의 입경(예를 들어 평균 입경) 등이다. 연산 처리부(33)는 분무 정보에 기초하여 수압 명령값을 결정한다. 연산 처리부(33)는, 급수 설비(3B)로부터 출력되는 수압이, 결정한 수압 명령값으로 되도록, 인버터(32)에 제어 명령값을 출력한다. 또한 연산 처리부(33)는, 수압 측정기(34)에 의하여 측정된 수압을 각 분무 제어부(2aB 내지 2cB)에 송신한다.

A계 분무 제어부(2aB)는, 제1 실시 형태에 따른 A계 분무 제어부(2a)에 있어서, 연산 처리부(21a)를 연산 처리부(21aB)로 바꾸고 밸브(23a) 및 수압 측정기(24a)를 제거한 것이다. 따라서 급수 설비(3B)로부터 공급되는 물은 그대로 A계 2유체 노즐(1a)에 공급된다. 그 외의 점은 제1 실시 형태에 따른 A계 분무 제어부(2a)와 마찬가지이다.

또한 B계 분무 제어부(2bB) 및 C계 분무 제어부(2cB)는 A계 분무 제어부(2aB)와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 이후에는 주로 A계 분무 제어부(2aB)에 대하여 설명한다.

연산 처리부(21aB)는, 습도계(7a)에 의하여 측정된 습도에 기초하여, A계 2유체 노즐(1a)의 분무 제어를 하기 위한 분무 정보를 생성한다. 또한 분무 정보는, 제1 실시 형태에 따른 분무량의 명령값과 마찬가지로, 어떠한 식으로 결정되어도 된다. 연산 처리부(21aB)는 생성한 분무 정보를 급수 설비(3B)의 연산 처리부(33)에 출력한다. 또한 연산 처리부(21aB)는 생성한 분무 정보에 기초하여 공기압 명령값을 생성하여 공기압 제어부(22a)에 출력한다.

도 6은, 본 실시 형태에 따른 연산 처리부(33)에서 이용하는 분무량, 수압, 공기압, 공기량 및 평균 입경의 관계를 나타내는 관계도이다. 도 6은, 도 4에 나타내는 관계도에, 평균 입경의 데이터를 추가한 것이다.

여기서, A계 분무 제어부(2aB)는 분무량을 25%(25mL/min)로 제어하고, B계 분무 제어부(2bB)는 분무량을 50%로 제어하고, C계 분무 제어부(2cB)는 분무량을 75%로 제어하는 것으로 한다.

또한 안개의 증발 시간은 안개의 입경에 따라 변화되며, 입경이 작을수록 증발 시간은 짧아진다. 여기서는, 각 계에 있어서 평균 입경을 10㎛ 이하로 할 것이 요구되고 있는 것으로 한다.

도 6을 참조하면, 평균 입경을 10㎛ 이하로 하기 위해서는, 분무량이 25%인 경우, 수압이 400㎪ 이상, 분무량이 50%인 경우, 수압이 450㎪, 분무량이 75%인 경우, 수압이 450㎪ 이상이 각각 필요해진다.

따라서 수압이 450㎪ 있으면, 평균 입경이 10㎛ 이하에서 25%, 50%, 75% 중 어느 분무량으로 할 수도 있다. 그래서 연산 처리부(33)는, 급수 설비(3B)로부터 수압이 450㎪인 물이 공급되도록 수압 명령값을 결정한다.

또한 본 실시 형태에서는, 급수 설비(3B)의 연산 처리부(33)는 각 분무 제어부(2aB 내지 2cB)로부터 분무 정보를 수신하는 것으로서 설명하였지만, 각 분무 제어부(2aB 내지 2cB)로부터 각각이 요구하는 수압을, 분무 정보를 대신하는 정보로서 수신해도 된다. 이 경우, 각 분무 제어부(2aB 내지 2cB)는 분무 제어의 내용(분무량 또는 평균 입경 등)에 따라, 필요한 수압을 결정하여 연산 처리부(33)에 송신한다. 연산 처리부(33)는, 각각의 분무 제어부(2aB 내지 2cB)로부터 요구된 수압 중 가장 높은 수압을 수압 명령값으로 결정하면 된다.

본 실시 형태에 의하면, 각 분무 제어계에 공급하는 급수 설비(3B)로서, 고정밀도로 수압을 제어하는 설비를 마련함으로써, 각 분무 제어계에서 수압을 제어하지 않더라도 2유체 노즐(1a 내지 1c)에 공급되는 수압의 정밀도를 높일 수 있다.

또한 각 분무 제어계의 현재의 상황에 따라 급수 설비(3B)의 공급 압력을 가변함으로써 수압을 필요 최저한으로 억제할 수 있다. 이와 같이 낮은 수압에서 운전함으로써, 방출되는 압축 공기의 공기량이 억제되어, 전체 공기 소비량을 억제할 수 있다.

예를 들어 도 6에 있어서, 분무량이 100%인 경우를 고려하면, 평균 입경을 10㎛ 이하로 하기 위해서는 수압은 500㎪ 이상 필요해진다. 따라서 급수 설비(3B)의 공급 압력이 고정이면, 공급 압력을 500㎪ 이상으로 할 필요가 있다. 이에 비해, 본 실시 형태이면, 상술한 바와 같이 현재의 상황에 따라 수압을 450㎪로 공급할 수 있다.

또한 급수 설비(3B)의 공급 압력의 명령값은 어떠한 식으로 결정되어도 된다. 예를 들어 공급 압력의 명령값은, 절대 습도, 상대 습도, 또는 외기 노점 등의, 공기 중의 수분에 관한 정보 중 어느 것으로 결정되어도 된다. 또한 공급 압력의 명령값은 시각, 일자, 또는 계절 등으로 결정되어도 된다. 또한 공급 압력의 명령값은 미리 설정되어 있어도 되고, 외부로부터 입력되어도 되고, 각 계에서 목표 출력 비율이 정해져 있어도 된다. 또한 공급 압력의 명령값은 이들 요소의 조합에 기초하여 결정되어도 된다.

(제4 실시 형태)

도 7은, 본 발명의 제4 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10C)의 구성을 도시하는 구성도이다.

2유체 분무 장치(10C)는, 도 1에 도시하는 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)에 있어서, 각 분무 제어부(2a, 2b)를 우회하는 공기 공급로(6)의 바이패스 회로(81a, 81b), 및 각 분무 제어부(2a, 2b)를 우회하는 물 공급로(5)의 바이패스 회로(82a, 82b)를 추가한 것이다. 그 외의 점은 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)와 마찬가지이다.

바이패스 회로(81a)는 A계 분무 제어부(2a)를 우회하는 공기 공급로이다. 바이패스 회로(81a)는 세 밸브(51a, 52a, 53a) 및 레귤레이터(54a)를 구비한다. 바이패스 회로(81b)는 B계 분무 제어부(2b)를 우회하는 공기 공급로이다. 바이패스 회로(81b)는 세 밸브(51b, 52b, 53b) 및 레귤레이터(54b)를 구비한다.

바이패스 회로(82a)는 A계 분무 제어부(2a)를 우회하는 물 공급로이다. 바이패스 회로(82a)는 세 밸브(55a, 56a, 57a) 및 레귤레이터(58a)를 구비한다. 바이패스 회로(82b)는 B계 분무 제어부(2b)를 우회하는 물 공급로이다. 바이패스 회로(82b)는 세 밸브(55b, 56b, 57b) 및 레귤레이터(58b)를 구비한다.

또한 B계 바이패스 회로(81b, 82b)는 A계 바이패스 회로(81a, 82a)와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, A계의 바이패스 회로(81a, 82a)에 대하여 주로 설명한다.

도 7에서는, A계는, 바이패스 회로(81a, 82a)를 사용하고 있지 않은 상태(통상 시)를 나타내고, B계는, 바이패스 회로(81b, 82b)를 사용하고 있는 상태를 나타내고 있다.

A계 분무 제어부(2a)의 점검 또는 고장 등에 의하여 A계 바이패스 회로(81a, 82a)를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.

통상 시에는 네 밸브(51a, 52a, 55a, 56a)는 열리고 두 밸브(53a, 57a)는 닫혀 있다.

A계 바이패스 회로(81a)를 사용하는 경우, 두 밸브(51a, 52a)를 닫아서 압축 공기 공급 설비(4)로부터 A계 분무 제어부(2a)로의 압축 공기의 공급을 정지한다. 이 상태에서 밸브(53a)를 열면, A계 분무 제어부(2a)를 우회하여 압축 공기 공급 설비(4)로부터 2유체 노즐(1a)로 압축 공기가 공급된다. 압축 공기의 공기압은 레귤레이터(54a)로 조절한다.

A계 바이패스 회로(82a)를 사용하는 경우, 두 밸브(55a, 56a)를 닫아서 급수 설비(3)로부터 A계 분무 제어부(2a)로의 물의 공급을 정지한다. 이 상태에서 밸브(57a)를 열면, A계 분무 제어부(2a)를 우회하여 급수 설비(3)로부터 2유체 노즐(1a)로 물이 공급된다. 수압은 레귤레이터(58a)로 조절한다.

또한 본 실시 형태에서는, 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)에 바이패스 회로(81a, 81b, 82a, 82b)를 적용한 구성에 대하여 설명하였지만, 제2 실시 형태 또는 제3 실시 형태에 본 실시 형태와 마찬가지로 바이패스 회로를 적용해도 된다. 또한 제3 실시 형태에서는 급수 설비(3B)에 바이패스 회로를 적용해도 된다.

본 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태에 의한 작용 효과에 더해 바이패스 회로(81a, 81b, 82a, 82b)를 마련함으로써, 점검 또는 고장 등으로 분무 제어부(2a, 2b)를 사용할 수 없는 경우에도 수동으로 분무 제어를 행할 수 있다.

(제5 실시 형태)

도 8은, 본 발명의 제5 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10D)의 구성을 도시하는 구성도이다.

2유체 분무 장치(10D)는, 도 1에 도시하는 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)에 있어서, 각 분무 제어부(2a, 2b)를 각각 각 분무 제어부(2aD, 2bD)로 바꾸고 공간(9a, 9b)을 각각 공간(9aD, 9bD)으로 바꾼 것이다. 또한 A계의 구성은 제4 실시 형태와 마찬가지로, 수동으로 분무 제어를 행하기 위한 바이패스 회로(81aD, 82aD)를 마련한 구성으로 하였지만, 바이패스 회로(81aD, 82aD)는 없어도 된다. 그 외의 점은 제1 실시 형태에 따른 2유체 분무 장치(10)와 마찬가지이다.

A계의 공간(9aD)은, 하이 리프트로 되는 위치에 2유체 노즐(1a)이 마련된 하이 리프트 공간(91a)과, 로우 리프트로 되는 위치에 2유체 노즐(1a)이 마련된 로우 리프트 공간(92a)으로 나뉜다. 또한 본 실시 형태도 다른 실시 형태와 마찬가지로, 모든 2유체 노즐(1a)이 동일한 공간에 있는 것으로 하여 모든 2유체 노즐(1a)을 동일하게 제어해도 된다. B계의 공간(9bD)에 대해서도 A계의 공간(9aD)과 마찬가지이다.

A계 분무 제어부(2aD)는 연산 처리부(21aD), 하이 리프트용 공기압 제어부(22aD1), 로우 리프트용 공기압 제어부(22aD2), 수압 측정기(24a), 수압 제어부(25a), 급수 탱크(26a) 및 여덟 밸브(51a, 52aD1, 52aD2, 55a, 56a, 61a, 62a, 63a)를 구비한다. 밸브(51a, 52aD1, 52aD2, 55a, 56a)는 수동 조작하는 수동 밸브이다. 밸브(61a, 62a, 63a)는 자동 제어되는 전동 밸브이다. 예를 들어 밸브(61a, 62a, 63a)의 개방도는, 연산 처리부(21aD)에 의하여 연산된 명령값에 의하여 제어된다. 또한 B계 분무 제어부(2bD)는 A계 분무 제어부(2aD)와 마찬가지로 구성되어 있기 때문에, 이후에는 주로 A계 분무 제어부(2aD)에 대하여 설명한다.

연산 처리부(21aD)는 제1 실시 형태에 따른 연산 처리부(21a)와 마찬가지이며, 여기서는 주로 상이한 부분에 대하여 설명한다.

연산 처리부(21aD)는 분무 명령값에 기초하여, A계 2유체 노즐(1a)에 공급할 압축 공기의 공기압 및 수압을 연산한다. 분무 명령값은, 습도계(7a)에 의하여 측정된 습도에 기초하여 결정된다. 분무 명령값에는 분무량의 명령값이 포함되어 있으며, 분무 입자의 평균 입경에 대한 명령값이 더 포함되어 있어도 된다. 예를 들어 연산 처리부(21aD)는, 상술한 각 실시 형태 중 어느 분무 제어를 채용하여 분무 명령값을 구해도 되고, 도 2, 도 4, 또는 도 6에 나타내는 어느 관계를 이용하여 분무 명령값을 구해도 된다.

연산 처리부(21aD)는 연산한 공기압에 기초하여, 압축 공기의 공기압을 제어하기 위한 하이 리프트용 공기압 명령값 및 로우 리프트용 공기압 명령값을 생성한다. 두 공간(91a, 92a)에 각각 마련된 A계 2유체 노즐(1a)의 고저 차를 고려하여, 하이 리프트용 공기압 명령값은 로우 리프트용 공기압 명령값보다도 낮은 압력으로 되어 있다. 연산 처리부(21aD)는 생성한 하이 리프트용 공기압 명령값을 하이 리프트용 공기압 제어부(22aD1)에 출력한다. 연산 처리부(21aD)는 생성한 로우 리프트용 공기압 명령값을 로우 리프트용 공기압 제어부(22aD2)에 출력한다. 연산 처리부(21aD)는 연산한 수압에 기초하여, 수압을 제어하기 위한 수압 명령값을 생성한다. 연산 처리부(21aD)는 생성한 수압 명령값을 수압 제어부(25a)에 출력한다. 또한 연산 처리부(21aD)는, 수압 측정기(24a)에 의하여 측정된 수압을 수신하며, 수압 명령값을 구하기 위하여 이 측정된 수압을 이용해도 된다.

하이 리프트용 공기압 제어부(22aD1)는, 연산 처리부(21aD)에 의하여 연산된 하이 리프트용 공기압 명령값에 기초하여 압축 공기의 공기압을 제어하여, 하이 리프트 공간(91a)에 있는 A계 2유체 노즐(1a)에 공급한다. 로우 리프트용 공기압 제어부(22aD2)는, 연산 처리부(21aD)에 의하여 연산된 로우 리프트용 공기압 명령값에 기초하여 압축 공기의 공기압을 제어하여, 로우 리프트 공간(92a)에 있는 A계 2유체 노즐(1a)에 공급한다. 공기압 제어부(22aD1, 22aD2)는, 예를 들어 전공 레귤레이터(자동 레귤레이터)이다.

급수 탱크(26a)는, 수압을 제어하기 위하여 일시적으로 물이 저류되는 탱크이다. 급수 탱크(26a)에는 급수 설비(3)로부터 밸브(55a) 및 밸브(61a)를 순차적으로 거쳐 물이 공급된다. 밸브(61a)에 의하여 자동적으로 적절한 양의 물이 급수 탱크(26a)에 공급된다. 급수 탱크(26a)에 저류된 물은 수압이 제어된다. 수압이 제어된 물은 급수 탱크(26a)로부터 밸브(62a) 및 밸브(56a)를 순차적으로 거쳐 모든 A계 2유체 노즐(1a)에 공급된다. 밸브(62a)에 의하여 자동적으로 적절한 양의 물이 A계 2유체 노즐(1a)에 공급된다. 또한 급수 탱크(26a)의 내부의 물은 밸브(62a) 및 밸브(63a)를 순차적으로 거쳐 배수된다. 배수되는 양은 밸브(63a)에 의하여 자동적으로 조절된다.

수압 측정기(24a)는, A계 2유체 노즐(1a)에 공급되는 물의 수압을 측정한다. 수압 측정기(24a)는 측정한 수압을 수압 제어부(25a)에 송신한다.

수압 제어부(25a)는, 압축 공기 공급 설비(4)로부터 공급되는 압축 공기의 공기압을 이용하여, 급수 탱크(26a)에 저류된 물의 수압을 낮추어, 수압 측정기(24a)에 의하여 측정된 수압이, 연산 처리부(21aD)에 의하여 연산된 수압 명령값에 추종하도록 제어한다. 여기서, 급수 설비(3)로부터 공급되는 물의 수압은, 연산 처리부(21aD)에 의하여 연산되는 수압 명령값보다도 반드시 높아지도록 한다. 수압 제어부(25a)는, 예를 들어 전공 레귤레이터(자동 레귤레이터)이다. 단, 수압 제어부(25a)는 수압을 낮추는 제어밖에 행하지 않기 때문에, 가압하는 기능은 불필요하다. 또한 수압 제어부(25a)는, 수압을 수압 명령값에 일치하도록 제어할 수 있는 것이라면, 수압 측정기(24a)를 이용하지 않고 수압 명령값만으로 제어해도 된다.

다음으로, 바이패스 회로(81aD, 82aD)에 대하여 설명한다. 바이패스 회로(81aD, 82aD)는 제4 실시 형태에 따른 바이패스 회로(81a, 82a)와 마찬가지이기 때문에, 여기서는 주로 상이한 부분에 대하여 설명한다.

바이패스 회로(81aD)는 A계 분무 제어부(2aD)를 우회하는 공기 공급로이다. 바이패스 회로(81aD)는 밸브(53a), 하이 리프트용 레귤레이터(54aD1) 및 로우 리프트용 레귤레이터(54aD2)를 구비한다.

바이패스 회로(82aD)는 A계 분무 제어부(2aD)를 우회하는 물 공급로이다. 바이패스 회로(82aD)는 두 밸브(57a, 59a) 및 레귤레이터(58a)를 구비한다.

도 8에서는, A계 바이패스 회로(81aD, 82aD)를 사용하고 있지 않은 상태(통상 시)를 도시하고 있다. 통상 시에서는 다섯 밸브(51a, 52aD1, 52aD2, 55a, 56a)는 열리고 세 밸브(53a, 57a, 59a)는 닫혀 있다.

A계 바이패스 회로(81aD)를 사용하는 경우, 세 밸브(51a, 52aD1, 52aD2)를 닫아서, A계 분무 제어부(2aD)를 거쳐 압축 공기 공급 설비(4)로부터 2유체 노즐(1a)에 압축 공기가 공급되는 것을 정지한다. 이 상태에서 밸브(53a)를 열면, A계 분무 제어부(2aD)를 우회하여, 레귤레이터(54aD1, 54aD2)를 거쳐 압축 공기 공급 설비(4)로부터 2유체 노즐(1a)에 압축 공기가 공급된다. 하이 리프트 공간(91a)에 공급되는 압축 공기의 공기압은 레귤레이터(54aD1)로 조절한다. 로우 리프트 공간(92a)에 공급되는 압축 공기의 공기압은 레귤레이터(54aD2)로 조절한다.

A계 바이패스 회로(82aD)를 사용하는 경우, 두 밸브(55a, 56a)를 닫아서, A계 분무 제어부(2aD)를 거쳐 급수 설비(3)로부터 2유체 노즐(1a)에 물이 공급되는 것을 정지한다. 이 상태에서 두 밸브(57a, 59a)를 열면, A계 분무 제어부(2aD)를 우회하여, 레귤레이터(58a)를 거쳐 급수 설비(3)로부터 2유체 노즐(1a)에 물이 공급된다. 수압은 레귤레이터(58a)로 조절한다.

본 실시 형태에 의하면, 전동 밸브 등이 아니라, 압력의 정밀도가 높은 자동 레귤레이터 등을 이용한 수압 제어부(25a)에 의하여 수압을 제어함으로써, 신뢰성이 높은 제어를 할 수 있다. 또한 수압 제어부(25a)는 감압하는 제어밖에 행하지 않기 때문에, 가압하는 기능을 생략할 수 있어서 저렴한 구성으로 할 수 있다.

예를 들어 전동 밸브로 수압을 제어하는 경우에는, 공급되는 수압 변동의 대응, 제어 오차의 대응, 또는 정밀도의 향상 등을 도모하고자 하면, 전동 밸브의 동작 횟수의 증가(예를 들어 수십만 회 정도)가 예상된다. 따라서 전동 밸브의 동작 수명 대책도 필요해진다. 이에 비해, 본 실시 형태과 같이 자동 레귤레이터 등을 이용함으로써, 이와 같은 문제는 생기지 않는다.

또한 각 분무 제어부(2aD, 2bD)는 수압과 공기압을 각각 높은 정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 점검 또는 고장 등에 의하여 어느 한쪽의 압력 제어를 할 수 없게 되더라도, 다른 쪽의 압력 제어로 백업할 수 있다. 이것에 의하여, 한쪽의 압력 제어만으로도 분무 제어를 계속할 수 있다. 예를 들어 분무 제어에 있어서, 수압을 일정하게 하고 공기압을 분무 명령값에 대하여 비례 제어해도 되고, 공기압을 일정하게 하고 수압을 분무 명령값에 대하여 비례 제어해도 된다.

또한 바이패스 회로(81aD, 82aD)를 마련함으로써, 백업으로서 수동으로 분무 제어를 할 수 있다.

또한 본 실시 형태에서는, 하이 리프트의 2유체 노즐(1a)과 로우 리프트의 2유체 노즐(1a) 사이에서, 공급하는 압축 공기의 공기압을 변화시켰지만, 그 대신, 각각에 공급하는 물의 수압을 변화시켜도 된다. 이 경우, 두 공기압 제어부(22aD1, 22aD2)를 하나로 하고 수압 제어부(25a)를 하이 리프트용과 로우 리프트용으로 나눔으로써, 2유체 노즐(1a)의 분무를 본 실시 형태와 마찬가지로 제어할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서, 각 분무 제어부(2aD, 2bD)는 각각 다중화되어 있어도 된다. 이것에 의하여 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 실시 형태에서는, 수압 측정기(24a)에 의하여 측정된 수압은, 수압 제어부(25a)에서의 수압의 제어에만 이용하였지만, 다른 실시 형태와 마찬가지로 공기압 제어부(22aD1, 22aD2)에서의 공기압의 제어에 이용해도 된다. 예를 들어 실제의 수압에 따라 공기압을 보정하도록 제어해도 된다.

또한 본 발명은 상기 실시 형태 그대로에 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적당한 조합에 의하여 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어 실시 형태에 나타나는 모든 구성 요소로부터 몇 가지 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한 상이한 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.

Claims

가압수와 압축 기체를 혼합시켜 분무하는 복수의 계의 2유체 노즐과,
상기 복수의 계의 2유체 노즐에 공통의 수압의 상기 가압수를 공급하는 가압수 공급 수단과,
상기 복수의 계의 2유체 노즐에 공통의 압력의 상기 압축 기체를 공급하는 압축 기체 공급 수단과,
상기 복수의 계의 2유체 노즐의 각각 계의 분무 제어를 하는 복수의 분무 제어 수단을 구비하고,
상기 복수의 분무 제어 수단의 각각은,
상기 분무 제어를 하기 위한 분무 명령값에 기초하여, 상기 가압수 공급 수단으로부터 공급되는 상기 가압수의 수압을 가압하지 않고 감압하는 제어를 하는 수압 제어 수단과,
상기 분무 명령값에 기초하여, 상기 압축 기체 공급 수단으로부터 공급되는 상기 압축 기체의 압력을 제어하는 기체 압력 제어 수단을 구비하는 것
을 특징으로 하는 2유체 분무 장치.
제1항에 있어서,
상기 수압 제어 수단에 의한 수압의 제어 및 상기 기체 압력 제어 수단에 의한 압력의 제어 중 어느 한쪽의 제어를 할 수 없는 경우, 어느 한쪽 압력을 일정하게 하고 다른 쪽 압력을 상기 분무 명령값에 기초하여 제어하는 것
을 특징으로 하는 2유체 분무 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 분무 제어 수단 중 적어도 하나의 분무 제어 수단을 우회하고, 상기 우회한 분무 제어 수단의 제어 대상인 상기 2유체 노즐에 상기 압축 기체를 공급하는 압축 기체 공급 바이패스 수단과,
상기 압축 기체 공급 바이패스 수단에 의하여 공급되는 상기 압축 기체의 압력을 조절하기 위한 기체 압력 조절 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 2유체 분무 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 분무 제어 수단 중 적어도 하나의 분무 제어 수단을 우회하고, 상기 우회한 분무 제어 수단의 제어 대상인 상기 2유체 노즐에 상기 가압수를 공급하는 가압수 공급 바이패스 수단과,
상기 가압수 공급 바이패스 수단에 의하여 공급되는 상기 가압수의 수압을 조절하기 위한 수압 조절 수단
을 구비하는 것을 특징으로 하는 2유체 분무 장치.