WO2010082350A1 - 噴霧冷房設備及び噴霧方法 - Google Patents

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利秀 辻
林　龍也
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ホーチキ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a spray cooling facility and a spray method for spraying spray water on a cooling target space such as an open space through which a person passes to give a refreshing feeling.
  • the molar weight of water vapor is as small as about 60% of the molar weight of air.
  • the specific gravity of air apparently increases due to the buoyancy of the evaporated water vapor, it tends to dissipate upward, and when the temperature of the air decreases, the temperature increases from the surroundings. There is a problem that air flows in, and as a result, the cooling effect is not obtained so much.
  • An object of the present invention is to provide a spray cooling facility and a spray method that can provide a sufficient refreshing feeling by spraying spray water.
  • the present invention provides spray cooling equipment, Cooling water supply equipment for supplying cooling water under pressure through a pipe; A charging spray head that is installed in a cooling target space and charges and sprays the spray water of cooling water pressurized and supplied by a cooling water supply facility; A voltage application unit for applying a charging voltage to the charging spray head; It is provided with.
  • the charging spray head is A spray nozzle that transforms and sprays water particles by spraying the cooling water into the external space; An induction electrode portion disposed on the spray space side of the spray nozzle; A water-side electrode portion disposed inside the spray nozzle and in contact with the cooling water; With The voltage application unit applies an external electric field generated by applying a voltage between the induction electrode unit and the water-side electrode unit to the cooling water in the spraying process by the spray nozzle to charge the water particles.
  • the water side electrode part of the charging spray head is a part of a spray nozzle using a conductive material or a pipe using a conductive material.
  • the induction electrode portion of the charging spray head is any one of a metal having conductivity, a resin having conductivity, or a rubber having conductivity, and a ring shape, a cylindrical shape, a vertical plate shape, a parallel plate shape, The shape is either a linear shape or a wire mesh shape.
  • the charging spray head sets the voltage of the water-side electrode part to zero volts and drops it to the ground, and applies a predetermined charging voltage from the voltage application part to the induction electrode part.
  • the voltage application unit applies a DC voltage between 0.3 kV and 20 kV to the induction electrode unit.
  • the charging spray head sprays spray water having an average particle size of 100 ⁇ m or less.
  • the present invention provides a spraying method for spray cooling equipment, Cooling water is pressurized and supplied via a pipe to a charging spray head installed in the target space for cooling, It is characterized by being sprayed by charging the spray water of cooling water supplied under pressure from a charging spray head.
  • the amount of adhesion to the human skin is increased by the Coulomb force, and the refreshing feeling can be enhanced.
  • each water particle sprayed in the space is charged, so repulsive force acts between the water particles, and the probability of colliding and growing and falling is small, so that the water particles staying in the space increase and the spray water is mixed.
  • the apparent specific gravity of the air increases more than when it is not charged, and the cooling effect is increased by suppressing the tendency to dissipate upward.
  • Explanatory drawing which showed embodiment of the spray cooling equipment by this invention Explanatory drawing which took out and showed the spray cooling area A of FIG.
  • Explanatory drawing which showed embodiment of the charging spray head using a ring-shaped induction electrode part Explanatory drawing which showed other embodiment of the charging spray head using a cylindrical induction
  • derivation electrode part Explanatory drawing which showed other embodiment of the charging spray head using a wire-mesh induction electrode part.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a spray cooling facility according to the present invention.
  • the spray cooling areas A and B are cooling target spaces such as an open space through which a person passes, and are charged above the spray cooling areas A and B, for example, at a height that does not hinder human traffic.
  • a spray head 10 is installed.
  • a pipe 16 is connected to the charging spray head 10 from the discharge side of a pump unit 12 installed as a cooling water supply facility via a manual valve (gate valve) 14 and a remote on-off valve 22c. It is connected to the charging spray head 10 installed in each of the spray cooling areas A and B via the remote on-off valves 22a and 22b.
  • the environmental sensor 18 is installed in each of the spray cooling areas A and B, and is connected to the system control panel 20 by a signal line.
  • the environmental sensor 18 measures the temperature, humidity, rainfall, wind speed, etc. in the spray cooling areas A and B and transmits them to the system control panel 20.
  • Remote control valves 22a to 22d are further connected to the system control panel 20 through signal lines, and can be controlled remotely. While the spray cooling equipment is stopped, the system control panel 20 closes the remote on-off valves 22a to 22c and opens the remote control valve 22d.
  • the system control panel 20 controls to close the drain-side remote control valve 22d and opens the remote control valves 22a to 22c, and simultaneously starts the pump unit 12 to cool the charged spray head 10. Supply water under pressure.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing the spray cooling area A in FIG.
  • a charging spray head 10 is installed at a high position in the spray cooling area A.
  • a pipe 16 from the pump unit 12 shown in FIG. 1 is connected to the charging spray head 10 via a remote on-off valve 22a.
  • a voltage application unit 15 is installed on the upper part of the charging spray head 10, and as will be clarified later, a spray applied from the charging spray head 10 by applying a predetermined voltage to the charging spray head 10. The water is charged so that it can be sprayed.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the charging spray head 10 shown in FIGS. 1 and 2, and this embodiment is characterized in that a ring-shaped induction electrode portion is used.
  • the charging spray head 10 has a head main body 36 screwed and fixed to the tip of a falling pipe 34 connected to a pipe from the pump unit 16.
  • a cylindrical water-side electrode portion 40 is incorporated inside the front end of the head main body 36 via an insulating member 41.
  • the ground cable 50 is drawn from the voltage application unit 15 installed at the upper portion of the water side electrode unit 40 and installed inside the head main body 36 via the fixing member 43. It is connected to the water side electrode part 40. With the connection by the ground cable 50, the water-side electrode unit 40 has an applied voltage of 0 volts and is dropped to the ground side.
  • a spray nozzle 38 is provided below the water-side electrode unit 40.
  • the spray nozzle 38 includes a nozzle rotor 38a provided inside the water-side electrode unit 40 and a nozzle head 38b provided on the tip side.
  • the spray nozzle 38 receives the cooling water supplied from the pump unit 12 of FIG. 1 from the falling pipe 34, passes the nozzle body 38a and sprays the cooling water to the outside from the nozzle head 38b. Convert to fine water particles and spray.
  • the spray water from the spray nozzle 38 is spray water having an average particle size of 100 ⁇ m or less.
  • the cover 42 using an insulating material is fixed to the spray nozzle 38 with a screw through a fixing member 43.
  • the cover 42 is a substantially cylindrical member, and a ring-shaped induction electrode portion 44 is incorporated into the lower opening by screwing a stopper ring 46.
  • the ring-shaped induction electrode portion 44 has an opening 44a through which the spray particles from the spray nozzle 38 pass at the center of the ring-shaped main body.
  • An electrode application cable 48 is drawn from the upper voltage application unit 15 shown in FIG. 2 to the ring-shaped induction electrode unit 44 disposed at the lower part of the cover 42, and the electrode application cable 48 is made of a cover 42 made of an insulating material. And is connected to the ring-shaped induction electrode portion 44 so that a voltage can be applied.
  • a water leakage prevention valve 45 is incorporated between the tip of the falling pipe 34 and the water side electrode part 40. As shown in FIGS. 3C and 3D, the water leakage prevention valve 45 is a rubber valve member, and a slit 45a is formed at the center of the rubber member on the disk.
  • the water leakage prevention valve 45 bends and deforms when the pressurized cooling water is supplied, thereby opening the slit 45a and allowing the cooling water to pass therethrough. On the other hand, when spraying of cooling water is stopped, the slit 45a is closed, thereby preventing dripping of the cooling water remaining on the pipe side.
  • the water-side electrode portion 40 and the ring-shaped induction electrode portion 44 used in the charging spray head 10 of the present embodiment in addition to conductive metal, conductive resin, conductive rubber Or a combination thereof.
  • the voltage application unit 15 shown in FIG. 2 operates in accordance with a control signal from the system control panel 20 shown in FIG. 1, and the water-side electrode unit 40 becomes 0 volts.
  • a predetermined DC applied voltage between 0.3 kV and 20 kV is applied to the ring-shaped induction electrode portion 44 on the ground side.
  • the system control panel 20 determines that the cooling start time set by a timer has been reached, for example, the remote control valve 22d on the drain side is closed and the remote control valves 22a to 22c are opened, and the pump unit 12 is started at the same time. Then, cooling water from the water source is pressurized and supplied to the pipe 16.
  • activation by the system monitoring panel 20 is performed based on measurement data such as temperature, humidity, rainfall, and wind speed from the environment sensor 18 that is manually operated by an administrator and installed in the spray cooling areas A and B. It may be automatic activation when the activation condition is obtained.
  • the system control panel 20 sends an activation signal to the voltage application unit 15 provided in the charging spray head 10 shown in FIG. 2 simultaneously with the pressurization and supply of cooling water by the activation of the pump unit 20.
  • the application unit 15 supplies a DC application voltage of, for example, several kilovolts to the charging spray head 10.
  • the ground cable 50 is connected when the cooling water pressurized from the spray nozzle 38 is sprayed by being converted into sprayed particles.
  • a voltage of several kilovolts is applied to the ring-shaped induction electrode portion 44 side to which the voltage application cable 48 is connected with the water side electrode portion 40 set to 0 volt, and an external electric field generated by this voltage application is sprayed from the spray nozzle 38.
  • the sprayed particles converted by the spraying can be sprayed by being applied to the cooling water in the spraying process passing through the opening 45 of the ring-shaped induction electrode part 44.
  • the water particles sprayed from the charging spray head 10 toward the spray cooling area A are charged with water particles, and therefore the human skin that passes through the area by the Coulomb force due to charging.
  • Highly refreshing feeling can be obtained by removing the heat of vaporization when adhering to the skin efficiently and evaporating on the skin.
  • the sprayed water The particles are only charged with a negative charge.
  • repulsive force works between the charged water particles in the space, thereby reducing the probability that the water particles collide and grow and fall.
  • the density of water particles staying in the space is increased, and the apparent specific gravity of the air mixed with the spray water is increased from that when not charged, and the cooling effect is increased by suppressing the tendency to dissipate upward.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of a charging spray head using a cylindrical induction electrode portion. 4A, in the charging spray head 10 of this embodiment, a head main body 36 is screwed and fixed to the tip of a falling pipe 34, and a water-side electrode portion 40 is interposed inside the head main body 36 via an insulating member 41. The earth cable 50 is connected to the top from here.
  • a spray nozzle 38 is disposed below the water-side electrode unit 40, and the spray nozzle 38 includes a nozzle body (rotor) 38a and a nozzle head 38b.
  • a cylindrical cover 56 using an insulating material is attached to the outside of the lower portion of the nozzle head 38b via a fixing member 43.
  • a cylindrical induction electrode portion 52 is disposed inside the opening of the lower end of the cover 56 by fixing the stopper ring 58 with screws.
  • the cylindrical induction electrode part 52 has a through hole 54 formed inside the cylindrical body as shown in the plan view taken out in FIG. An applied voltage for charging is supplied to the cylindrical induction electrode portion 52 by passing through a cover 56 made of an insulating material and connecting to the voltage application cable 48.
  • a water leakage prevention valve 45 is incorporated between the tip of the falling pipe 34 and the water-side electrode portion 40, and the water leakage prevention valve 45 is made of rubber as shown in FIGS. 3C and 3D. It is a valve member, and a slit 45a is formed at the center of the rubber member on the disk.
  • the water-side electrode portion 40 is set to 0 volt. For example, a voltage of several kilovolts is applied to the cylindrical induction electrode portion 52, and water particles radiated from the spray nozzle 38 pass through the space of the through hole 54 of the cylindrical induction electrode portion 52 in which an external electric field is generated. The charged water particles can be sprayed by being charged in the passing jetting process.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing another embodiment of a charging spray head using a wire mesh induction electrode portion.
  • the head main body 36 is screwed and fixed to the lower part of the falling pipe 34, and the water-side electrode portion 40 is disposed therein via an insulating member 41. Is connected to the ground cable 50.
  • a cover 62 using an insulating material is attached to the lower side of the spray nozzle 38 through a fixing member 43, and a wire mesh induction electrode portion 60 is attached to an opening inside the cover 62.
  • the wire mesh induction electrode portion 60 has a planar shape shown in FIG. 8B and uses a metal wire mesh having a predetermined mesh.
  • the cover 62 is made of an insulating material, and the voltage application cable 48 is connected through the bar 62 so that a voltage can be applied to the wire mesh induction electrode portion 60.
  • a water leakage prevention valve 45 is incorporated between the tip of the falling pipe 34 and the water side electrode portion 40, and the water leakage prevention valve 45 is a rubber valve as shown in FIGS. 3C and 3D.
  • the slit 45a is formed in the center of the rubber member on the disk.
  • the water-side electrode portion 40 is set to 0 volt and the direct current such as several kilovolts on the wire mesh induction electrode portion 60 side.
  • the direct current such as several kilovolts on the wire mesh induction electrode portion 60 side.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing an embodiment of a charging spray head using a parallel plate induction electrode portion.
  • a spray nozzle 68 is fixed to the lower part of the falling pipe 34 with screws.
  • the water-side electrode portion uses the falling pipe 34 itself, and therefore the ground cable 50 is directly connected to the falling pipe 34 using the connection ring 66.
  • a ring holder 70 made of an insulating material is fixed to the lower portion of the spray nozzle 68 with screws.
  • a pair of plate-like holders 72a and 72b are suspended from the ring holder 70 in a cantilevered manner. They are arranged in parallel.
  • Parallel plate induction electrode portions 74a and 74b are fixed to the inner relative surfaces of the holders 72a and 72b.
  • the plan view seen from the lower side of the parallel plate induction electrode portions 74a and 74b is arranged in parallel as shown in FIG. 6 (B).
  • the holders 72a and 72b are made of an insulating material, and branch cables 48a and 48b obtained by branching the voltage application cable 48 at the branch portion 76 are connected to the parallel plate induction electrode portions 74a and 74b through the holders 72a and 72b, respectively. Therefore, an applied voltage of several kilovolts is applied.
  • a water leakage prevention valve 45 is incorporated between the tip of the falling pipe 34 functioning as the water side electrode portion and the water side electrode portion 40, and the water leakage prevention valve 45 is shown in FIGS. 3C and 3D. As described above, this is a rubber valve member, and a slit 45a is formed at the center of the rubber member on the disk.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of a charging spray head using a needle-like induction electrode portion.
  • the spray nozzle 68 is screwed and fixed to the tip of the falling pipe 34 used as the water-side electrode portion, and the connection ring 66 is attached to the falling pipe 34.
  • the ground cable 50 is electrically connected.
  • a ring holder 80 using an insulating material is attached to the tip end side of the spray nozzle 68 via a fixing member 43.
  • a needle-like induction electrode portion 78 is attached to the lower part of the ring holder 80.
  • the needle-like induction electrode portion 78 is bent in an inverted L shape, and has a needle shape with its tip bent obliquely toward the opening of the spray nozzle 68.
  • a plan view seen from below is shown in FIG. It becomes like this.
  • the voltage application cable 48 is electrically connected to the needle-like induction electrode portion 78 attached to the ring holder 80.
  • a water leakage prevention valve 45 is incorporated between the tip of the falling pipe 34 functioning as the water side electrode portion and the water side electrode portion 40, and the water leakage prevention valve 45 is shown in FIGS. 3C and 3D.
  • it is a rubber-made valve member, and the slit 45a is formed in the center of the rubber member on a disc.
  • the falling pipe 34 that functions as the water-side electrode portion and the needle-like shape disposed on the nozzle tip side
  • a DC voltage such as several kilovolts between the induction electrode part 78
  • an external electric field is generated in the space between the nozzle opening and the tip of the needle-like induction electrode part 78, and this is injected from the spray nozzle 68.
  • the sprayed particles are charged in the spraying process for converting into the water particles, and can be sprayed as charged water particles.
  • the present invention includes appropriate modifications that do not impair the object and advantages thereof, and is not limited by the numerical values shown in the above embodiments.

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Abstract

　冷房用水を配管を介して噴霧冷房エリアＡに設置された帯電噴霧ヘッドに加圧供給し、帯電噴霧ヘッドからの冷房用水の噴射粒子に帯電させて噴霧する。帯電噴霧ヘッドには電圧印加部から帯電電圧が印加され、水側電極部と誘導電極部との間に電圧を加えることにより生ずる外部電界を、噴射過程にある冷房用水に印加して、噴霧水を帯電させ、人に吸着し易くする。

Description

噴霧冷房設備及び噴霧方法
　本発明は、人が通過するオープンスペースなどの冷房対象空間に噴霧水を噴霧して清涼感を与える噴霧冷房設備及び噴霧方法に関する。
　従来、人が通過するオープンスペースや各種用途空間に適用できる冷房設備として、噴霧ヘッドに冷却用水を加圧供給して微噴霧水を噴射し、微噴霧水の気化熱により空間を冷却する噴霧冷房設備が知られている。
　このような噴霧冷房設備にあっては、噴霧ヘッドから噴射された微噴霧水が空間中で蒸発する際に蒸発潜熱を奪うことで空気の温度を下げ、多少の微噴霧水が直接人の皮膚に当って皮膚上で瞬間的に蒸発して気化熱を奪うことで清涼感を与えることが想定されている。
特開２００６－１４９２９４号公報
　しかしながら、このような従来の噴霧冷却設備にあっては、水蒸気のモル重量は空気のモル重量の約６０％と小さいことから、噴霧ヘッドから噴射した微噴霧水が蒸発して温度が下がった空気は、その蒸発した水蒸気の浮力によって微噴霧水混じりとなることで見かけ上の空気の比重は増加するものの、上方へと散逸する傾向があり、更に、空気の温度が下がると周囲から高い温度の空気が流れ込み、その結果、冷房効果はそれほど得られないという問題がある。
　本発明は、噴霧水の噴霧により十分な清涼感を与えることを可能とする噴霧冷房設備及び噴霧方法を提供することを目的とする。
　本発明は噴霧冷房設備を提供するものであり、
　冷房用水を、配管を介して加圧供給する冷房用水供給設備と、
　冷房の対象空間に設置され、冷房用水供給設備により加圧供給された冷房用水の噴霧水に帯電させて噴霧する帯電噴霧ヘッドと、
　帯電噴霧ヘッドに帯電電圧を印加する電圧印加部と、
を備えたことを特徴とする。
　ここで、帯電噴霧ヘッドは、
　冷房用水の外部空間への噴射により水粒子に変換して噴霧する噴霧ノズルと、
　噴霧ノズルの噴射空間側に配置した誘導電極部と、
　噴霧ノズルの内部に配置されて冷却用水に接触する水側電極部と、
を備え、
　電圧印加部は、誘導電極部と水側電極部との間に電圧を加えることにより生じる外部電界を、噴霧ノズルにより噴射過程にある冷却用水に印加して、水粒子に帯電させる。
　帯電噴霧ヘッドの水側電極部は、導電性の材質を使用した噴霧ノズルまたは導電性の材質を使用した配管の一部である。
　帯電噴霧ヘッドの誘導電極部は、導電性を有する金属、導電性を有する樹脂又は導電性を有するゴムのいずれか又は複合体であって、リング形状、円筒形状、垂直平板形状、平行板形状、線形状又は金網状のいずれかの形状である。
　帯電噴霧ヘッドは、水側電極部の電圧をゼロボルトとして且つアースに落とし、誘導電極部に電圧印加部からの所定の帯電電圧を印加する。電圧印加部は、誘導電極部に０．３キロボルトから２０キロボルトの間にある直流電圧を印加する。帯電噴霧ヘッドは平均粒子径が１００μｍ以下の噴霧水を噴霧する。
　本発明は噴霧冷房設備の噴霧方法を提供するものであり、
　冷房用水を、冷房の対象空間に設置された帯電噴霧ヘッドに配管を介して加圧供給し、
　帯電噴霧ヘッドから加圧供給された冷房用水の噴霧水に帯電させて噴霧することを特徴とする。
　本発明によれば、帯電噴霧ヘッドからの噴霧水に帯電させることにより、クーロン力により人の皮膚に対する付着量が増加し、清涼感を高めることができる。
　また、空間に噴霧された水粒子はそれぞれ帯電しているために水粒子間に斥力が働き、衝突会合して成長落下する確率が小さく、空間中に滞留する水粒子が多くなり、噴霧水混じりの見かけ上の空気の比重が帯電させないときより増加し、上方へと散逸する傾向を抑制することで、冷房効果が増加する。
　更に、帯電噴霧ヘッドからの噴霧水をマイナス帯電させることで、いわゆる自然の滝で発生していると言われているレナード効果と同様の状態を作り出すことができ、清涼感を増加させることができる。
本発明による噴霧冷房設備の実施形態を示した説明図 図１の噴霧冷房エリアＡを取り出して示した説明図 リング状誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの実施形態を示した説明図 円筒状誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの他の実施形態を示した説明図 金網状誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの他の実施形態を示した説明図 平行板誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの他の実施形態を示した説明図 針状誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの他の実施形態を示した説明図
　図１は本発明による噴霧冷房設備の実施形態を示した説明図である。図１において、
噴霧冷房エリアＡ及びＢは人が通過するオープンスペース等の冷房対象空間であり、噴霧冷房エリアＡ及びＢの上方位置、例えば人の通行に妨げとならない高さの位置に、本実施形態による帯電噴霧ヘッド１０が設置されている。
　帯電噴霧ヘッド１０に対しては、冷房用水供給設備として設置されたポンプユニット１２の吐出側から手動弁（仕切弁）１４及び遠隔開閉弁２２ｃを介して配管１６が接続され、配管１６は分岐後に遠隔開閉弁２２ａ，２２ｂを介して、噴霧冷房エリアＡ，Ｂのそれぞれに設置した帯電噴霧ヘッド１０に接続している。
　噴霧冷房エリアＡ，Ｂのそれぞれには環境センサ１８が設置され、システム制御盤２０に信号線により接続されている。環境センサ１８は噴霧冷房エリアＡ，Ｂにおける気温、湿度、降雨、風速などを計測してシステム制御盤２０に送信する。
　システム制御盤２０には更に遠隔開閉弁２２ａ～２２ｄが信号線により接続され、遠隔的に開閉制御できる。システム制御盤２０は噴霧冷房設備の停止中は、遠隔開閉弁２２ａ～２２ｃを閉鎖状態とし、遠隔制御弁２２ｄを開放としている。
　またシステム制御盤２０は噴霧冷房の起動時には、ドレン側の遠隔制御弁２２ｄを閉制御すると共に、遠隔制御弁２２ａ～２２ｃを開制御し、同時にポンプユニット１２を起動して帯電噴霧ヘッド１０に冷房用水を加圧供給する。
　図２は図１の噴霧冷房エリアＡを取り出して示した説明図である。噴霧冷房エリアＡの高所には帯電噴霧ヘッド１０が設置されている。帯電噴霧ヘッド１０に対しては、図１に示したポンプユニット１２からの配管１６が遠隔開閉弁２２ａを介して接続されている。
　また帯電噴霧ヘッド１０の上部には電圧印加部１５が設置されており、後の説明で明らかにするように、帯電噴霧ヘッド１０に所定の電圧を印加して、帯電噴霧ヘッド１０から噴射する噴霧水を帯電させて噴霧できるようにしている。
　図３は図１及び図２に示した帯電噴霧ヘッド１０の実施形態であり、この実施形態にあってはリング状誘導電極部を用いたことを特徴とする。
　図３（Ａ）において、帯電噴霧ヘッド１０はポンプユニット１６からの配管に接続した立下り配管３４の先端にヘッド本体３６をねじ込み固定している。ヘッド本体３６の先端内側には、絶縁部材４１を介して、円筒状の水側電極部４０が組み込まれている。
　水側電極部４０に対しては、図２に示したように、上部に設置している電圧印加部１５よりアースケーブル５０が引き出され、ヘッド本体３６の内側に固定部材４３を介して設置した水側電極部４０に接続されている。このアースケーブル５０による接続で、水側電極部４０は印加電圧を０ボルトとし、且つアース側に落とすようにしている。
　水側電極部４０の下側には噴霧ノズル３８が設けられる。噴霧ノズル３８は、水側電極部４０側の内部に設けたノズル回転子３８ａと、先端側に設けたノズルヘッド３８ｂで構成される。
　噴霧ノズル３８は、図１のポンプユニット１２から加圧供給された冷房用水の供給を立下り配管３４から受け、ノズル本体３８ａを通過してノズルヘッド３８ｂから外部に噴射する際に、冷房用水を微細な水粒子に変換して噴霧する。本実施形態において、噴霧ノズル３８からの噴霧水は、平均粒子径が１００μｍ以下の噴霧水とする。
　噴霧ノズル３８に対しては、固定部材４３を介して、絶縁性材料を用いたカバー４２がビス止めにより固定される。カバー４２はほぼ円筒状の部材であり、下側の開口部にストッパリング４６のネジ止めによりリング状誘導電極部４４を組み込んでいる。
　リング状誘導電極部４４は、図３（Ｂ）に取り出して示すように、リング状本体の中央に噴霧ノズル３８からの噴射粒子を通過させる開口４４ａを形成している。
　カバー４２の下部に配置したリング状誘導電極部４４に対しては、図２に示した上部の電圧印加部１５より電極印加ケーブル４８が引き出され、電極印加ケーブル４８は絶縁性材料からなるカバー４２を貫通してリング状誘導電極部４４に接続され、電圧を印加できるようにしている。
　更に、立下り配管３４の先端と水側電極部４０との間には漏水防止弁４５が組み込まれている。漏水防止弁４５は図３（Ｃ）（Ｄ）に取り出して示すように、ゴム製の弁部材であり、円板上のゴム部材の中央にスリット４５ａを形成している。
　漏水防止弁４５は冷房用水の噴霧時には、加圧された冷房用水の供給によりゴムが撓んで変形し、これによってスリット４５ａが開いて冷房用水を通す。一方、冷房用水の噴霧を停止した場合には、スリット４５ａが閉じ、これによって配管側に残っている冷房用水の水だれを防止する。
　ここで、本実施形態の帯電噴霧ヘッド１０に使用している水側電極部４０及びリング状誘導電極部４４としては、導電性を有する金属以外に、導電性を有する樹脂、導電性を有するゴムであってもよく、更にこれらの組合せであってもよい。
　帯電噴霧ヘッド１０から冷房用水を噴霧する際には、図２に示した電圧印加部１５が図１に示すシステム制御盤２０からの制御信号により動作し、水側電極部４０を０ボルトとなるアース側とし、リング状誘導電極部４４に対し０．３キロボルトから２０キロボルトの間にある所定の直流印加電圧を印加する。
　このように水側電極部４０とリング状誘導電極部４４との間に例えば数キロボルトとなる電圧が加えられると、この電圧印加によって両電極間に外部電界が生じ、噴霧ノズル３８から冷房用水が噴射粒子に変換される噴射過程を通じて噴射粒子が帯電され、帯電された噴射粒子を外部に噴霧することができる。
　次に図１の実施形態における監視動作を説明する。システム制御盤２０は例えばタイマにより設定した冷房起動時間への到達を判別すると、ドレン側の遠隔開閉弁２２ｄを閉制御すると共に遠隔開閉弁２２ａ～２２ｃを開制御し、同時にポンプユニット１２を起動して水源からの冷房用水を配管１６に加圧供給する。
　システム監視盤２０による起動はタイマによる時間設定以外に、管理者による手動操作、噴霧冷房エリアＡ，Ｂに設置している環境センサ１８からの気温、湿度、降雨、風速などの計測データから所定の起動条件が得られた場合の自動起動などであっても良い。
　システム制御盤２０はポンプユニット２０の起動による冷房用水の加圧供給と同時に、図２に示す帯電噴霧ヘッド１０に設けている電圧印加部１５に対し起動信号を送り、この起動信号を受けて電圧印加部１５は、帯電噴霧ヘッド１０に対し例えば数キロボルトとなる直流印加電圧を供給する。
　このため図３（Ａ）に示した帯電噴霧ヘッド１０にあっては、噴霧ノズル３８から加圧された冷房用水を噴射により噴射粒子に変換して噴霧する際に、アースケーブル５０が接続された水側電極部４０を０ボルトとして、電圧印加ケーブル４８が接続されたリング状誘導電極部４４側に数キロボルトの電圧が印加され、この電圧印加により生じた外部電界を、噴霧ノズル３８から噴射されてリング状誘導電極部４４の開口４５を通過する噴射過程にある冷房用水に印加し、噴射により変換された噴射粒子を帯電させて噴霧することができる。
　図２に取り出して示すように、帯電噴霧ヘッド１０から噴霧冷房エリアＡに向けて噴霧された水粒子は、水粒子が帯電しているため、帯電によるクーロン力によりエリア内を通過する人の皮膚に効率良く付着し、皮膚に付着して蒸発する際に気化熱を奪うことで高い清涼感がえられる。
　更に図３（Ａ）の帯電噴霧ヘッド１０にあっては、例えば水側電極部４０を０ボルトとし、リング状誘導電極部４４に対しプラスの直流電圧を印加した場合には、噴霧される水粒子はマイナスの電荷のみに帯電している。このようにマイナスの電荷のみに帯電した水粒子を噴霧した場合には、空間中で帯電した水粒子間には斥力が働き、これによって水粒子が衝突会合して成長落下する確率が小さくなり、空間中に滞留する水粒子の密度が高くなり、噴霧水混じりの見かけ上の空気の比重が帯電させないときより増加し、上方へと散逸する傾向を抑制することで、冷房効果が増加する。
　更に、帯電噴霧ヘッド１０からの噴霧水をマイナス帯電させることで、いわゆる自然の滝で発生していると言われているレナード効果と同様の状態を作り出すことができ、清涼感を増加させることができる。
　図４は円筒状誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの他の実施形態を示した説明図である。図４（Ａ）において、本実施形態の帯電噴霧ヘッド１０は、立下り配管３４の先端にヘッド本体３６をネジ止め固定し、ヘッド本体３６の内側に絶縁部材４１を介して水側電極部４０を配置し、ここに上部からアースケーブル５０を接続している。
　水側電極部４０の下側には噴霧ノズル３８が配置され、噴霧ノズル３８はノズル本体（回転子）３８ａとノズルヘッド３８ｂで構成される。ノズルヘッド３８ｂの下部外側には固定部材４３を介して絶縁性材料を用いた円筒状のカバー５６が取り付けられる。カバー５６の下端の開口部には、ストッパリング５８のビス止め固定により内部に円筒状誘導電極部５２を配置している。
　円筒状誘導電極部５２は、図４（Ｂ）に取り出して示す平面図のように、円筒体の内側に貫通穴５４を形成している。円筒状誘導電極部５２に対しては、絶縁性材料を用いたカバー５６を貫通して電圧印加ケーブル４８に接続することで、帯電のための印加電圧が供給される。
　立下り配管３４の先端と水側電極部４０との間には、漏水防止弁４５が組み込まれ、漏水防止弁４５は図３（Ｃ）（Ｄ）に取り出して示したように、ゴム製の弁部材であり、円板上のゴム部材の中央にスリット４５ａを形成している。
　この円筒状誘導電極部５２を用いた帯電噴霧ヘッド１０にあっても、噴霧ノズル３８から加圧された水系消火剤を噴射して水粒子を噴霧する際に、水側電極部４０を０ボルトとして円筒状誘導電極部５２に例えば数キロボルトの電圧が印加され、これによって生ずる外部電界が形成される円筒状誘導電極部５２の貫通穴５４の空間を、噴霧ノズル３８から放射された水粒子が通過する噴射過程で帯電させ、帯電した水粒子を噴霧することができる。
　図５は金網状誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの他の実施形態を示した説明図である。図５（Ａ）の帯電噴霧ヘッド１０にあっては、立下り配管３４の下部にヘッド本体３６をネジ止め固定し、その内部に絶縁部材４１を介して水側電極部４０を配置し、ここにアースケーブル５０を接続している。噴霧ノズル３８の下側には固定部材４３を介して絶縁性材料を用いたカバー６２が取り付けられ、カバー６２の内部の開口部に金網状誘導電極部６０を取り付けている。
　金網状誘導電極部６０は図８（Ｂ）に取り出して示す平面形状を持ち、所定のメッシュを持った金属性の金網を使用している。カバー６２は絶縁性材料であり、バー６２を貫通して電圧印加ケーブル４８を接続することで、金網状誘導電極部６０に電圧を印加できるようにしている。
　立下り配管３４の先端と水側電極部４０との間には、漏水防止弁４５が組み込まれ、漏水防止弁４５は図３（Ｃ）（Ｄ）に取り出して示したようにゴム製の弁部材であり、円板上のゴム部材の中央にスリット４５ａを形成している。
　図５の実施形態にあっても、噴霧ノズル３８から水系消火剤を噴射して水粒子に変換する際に、水側電極部４０を０ボルトとして金網状誘導電極部６０側に数キロボルトといった直流電圧を印加することで、噴霧ノズル３８からの噴射空間に外部電界を発生し、ここを通過する噴射粒子に金網６２の開口部を通過する際に帯電させて、帯電した水粒子を噴霧することができる。
　図６は平行板誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの実施形態を示した説明図である。図６の帯電噴霧ヘッド１０にあっては、立下り配管３４の下部に噴霧ノズル６８をネジ止め固定している。この実施形態で、水側電極部は立下り配管３４そのものを使用しており、したがって立下り配管３４に対し接続リング６６を使用して、アースケーブル５０を直接接続している。
　噴霧ノズル６８の下部には絶縁性材料を用いたリングホルダ７０がビス止め固定され、リングホルダ７０に対しては下側に片持ちで吊り下げた状態で一対の板状のホルダ７２ａ，７２ｂが平行配置されている。ホルダ７２ａ，７２ｂの内側の相対面には平行板誘導電極部７４ａ，７４ｂが固定されている。平行板誘導電極部７４ａ，７４ｂは、その下側から見た平面図は図６（Ｂ）に示すように平行配置されている。
　ホルダ７２ａ，７２ｂは絶縁性材料であり、ここに電圧印加ケーブル４８を分岐部７６で分岐した分岐ケーブル４８ａ，４８ｂをそれぞれホルダ７２ａ，７２ｂを貫通させて平行板誘導電極部７４ａ，７４ｂに接続することで、数キロボルトといった印加電圧を加えるようにしている。
　水側電極部として機能する立下り配管３４の先端と水側電極部４０との間には、漏水防止弁４５が組み込まれ、漏水防止弁４５は図３（Ｃ）（Ｄ）に取り出して示したように、ゴム製の弁部材であり、円板上のゴム部材の中央にスリット４５ａを形成している。
　この図６の帯電噴霧ヘッド１０にあっても、噴霧ノズル６８から水系の消火剤を噴射して噴射粒子として噴霧する際に、水側電極部となる立下り配管３４と先端側に平行配置された平行板誘導電極部７４ａ，７４ｂとの間に数キロボルトといった電圧を印加することで、平行板誘導電極部７４ａ，７４ｂに挟まれた空間に外部電界を発生し、この外部電界を噴霧ノズル６８から噴射された水粒子が通過する過程で噴射水粒子に帯電させ、帯電した水粒子を噴霧することができる。
　図７は針状誘導電極部を用いた帯電噴霧ヘッドの他の実施形態を示した説明図である。図７（Ａ）の帯電噴霧ヘッド１０にあっては、水側電極部として使用する立下り配管３４の先端に噴霧ノズル６８をねじ込み固定し、立下り配管３４に対しては接続リング６６の取り付けでアースケーブル５０を電気的に接続している。
　噴霧ノズル６８の先端側には、固定部材４３を介して絶縁性材料を用いたリングホルダ８０が取り付けられる。リングホルダ８０の下部には針状誘導電極部７８が取り付けられている。針状誘導電極部７８は逆Ｌ字型に屈曲し、先端を噴霧ノズル６８の開口部に向けて斜めに屈曲させた針形状を持ち、その下方から見た平面図は図７（Ｂ）のようになる。
　リングホルダ８０に取り付けられた針状誘導電極部７８に対しては、電圧印加ケーブル４８が電気的に接続されている。
　水側電極部として機能する立下り配管３４の先端と水側電極部４０との間には、漏水防止弁４５が組み込まれ、漏水防止弁４５は図３（Ｃ）（Ｄ）に取り出して示すように、ゴム製の弁部材であり、円板上のゴム部材の中央にスリット４５ａを形成している。
　この実施形態にあっても、噴霧ノズル６８から水系消火剤を噴射して水粒子に変換して噴霧する際に、水側電極部として機能する立下り配管３４とノズル先端側に配置した針状誘導電極部７８との間に数キロボルトといった直流電圧を印加することで、ノズル開口部と針状誘導電極部７８の先端との間の空間に外部電界を発生し、ここを噴霧ノズル６８から噴射された水粒子に変換する噴射過程で噴射粒子が帯電され、帯電水粒子として噴霧することができる。
　なお本実施形態で使用する帯電噴霧ヘッド１０としては、上記の実施形態に示したさまざまな構造を適用できるが、これに限定されず、適宜の構造の帯電噴霧ヘッドを使用することができる。
　また上記の実施形態にあっては、帯電噴霧ヘッドに直流帯電電圧を印加する場合を例にとっているが、交流又はパルス状の帯電電圧を印加するようにしても良い。
　また本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

Claims (12)

  1. 　冷房用水を、配管を介して加圧供給する冷房用水供給設備と、
    　冷房対象空間に設置され、前記冷房用水供給設備により加圧供給された冷房用水の噴霧水に帯電させて噴霧する帯電噴霧ヘッドと、
    　前記帯電噴霧ヘッドに帯電電圧を印加する電圧印加部と、
    を備えたことを特徴とする噴霧冷房設備。
  2. 　請求項１記載の噴霧冷房設備に於いて、
    　前記帯電噴霧ヘッドは、
    　前記冷房用水の外部空間への噴射により水粒子に変換して噴霧する噴霧ノズルと、
    　前記噴霧ノズルの噴射空間側に配置した誘導電極部と、
    　前記噴霧ノズルの内部に配置されて前記冷却用水に接触する水側電極部と、
    を備え、
    　前記電圧印加部は、前記誘導電極部と水側電極部との間に電圧を加えることにより生じる外部電界を、前記噴霧ノズルにより噴射過程にある冷却用水に印加して、水粒子に帯電させることを特徴とする噴霧冷房設備。
  3. 　請求項２記載の噴霧冷房設備に於いて、前記帯電噴霧ヘッドの水側電極部は、導電性の材質を使用した噴霧ノズルまたは導電性の材質を使用した配管の一部であることを特徴とする噴霧冷房設備。
  4. 　請求項２記載の噴霧冷房設備に於いて、前記帯電噴霧ヘッドの誘導電極部は、導電性を有する金属、導電性を有する樹脂又は導電性を有するゴムのいずれか又は複合体であって、リング形状、円筒形状、垂直平板形状、平行板形状、線形状又は金網状のいずれかの形状であることを特徴とする噴霧冷房設備。
  5. 　請求項２記載の噴霧冷房設備に於いて、前記帯電噴霧ヘッドは、前記水側電極部の電圧をゼロボルトとして且つアースに落とし、前記誘導電極部に前記電圧印加部からの所定の帯電電圧を印加することを特徴とする噴霧冷房設備。
  6. 　請求項５記載の噴霧冷房設備に於いて、前記電圧印加部は、前記誘導電極部に０．３キロボルトから２０キロボルトの間にある直流電圧を印加することを特徴とする噴霧冷房設備。
  7. 　請求項１記載の噴霧冷房設備に於いて、前記帯電噴霧ヘッドは、平均粒子径が１００μｍ以下の噴霧水を噴霧することを特徴とする噴霧冷房設備。
  8. 　冷房用水を、冷房の対象空間に設置された帯電噴霧ヘッドに配管を介して加圧供給し、
    　前記帯電噴霧ヘッドから加圧供給された冷房用水の噴霧水を噴霧する際に、前記噴霧水に帯電させて噴霧することを特徴とする噴霧冷房設備の噴霧方法。
  9. 　請求項８記載の噴霧冷房設備の噴霧方法に於いて、
    　前記帯電噴霧ヘッドは、
    　前記冷房用水の外部空間への噴射により水粒子に変換して噴霧する噴霧ノズルと、
    　前記噴霧ノズルの噴射空間側に配置した誘導電極部と、
    　前記噴霧ノズルの内部に配置されて前記冷却用水に接触する水側電極部と、
    を備え、
    　前記誘導電極部と水側電極部との間に電圧を加えることにより生じる外部電界を、前記噴霧ノズルにより噴射過程にある冷却用水に印加して、噴霧水に帯電させることを特徴とする噴霧冷房設備の噴霧方法。
  10. 　請求項９記載の噴霧冷房設備の噴霧方法に於いて、前記帯電噴霧ヘッドは、前記水側電極部の電圧をゼロボルトとして且つアースに落とし、前記誘導電極部に所定の帯電電圧を印加することを特徴とする噴霧冷房設備の噴霧方法。
  11. 　請求項１０記載の噴霧冷房設備の噴霧方法に於いて、前記誘導電極部に０．３キロボルトから２０キロボルトの間にある直流電圧を印加することを特徴とする噴霧冷却設備の噴霧方法。
  12. 　請求項８記載の噴霧冷房設備の噴霧方法に於いて、前記帯電噴霧ヘッドは、平均粒子径が１００μｍ以下の噴霧水を噴霧することを特徴とする噴霧冷房設備の噴霧方法。
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