WO2013133428A1

WO2013133428A1 - ドライミスト発生装置及び空気調節装置

Info

Publication number: WO2013133428A1
Application number: PCT/JP2013/056516
Authority: WO
Inventors: 作政王; 正臣森; 長勇馬; 興龍李
Original assignee: Wang Zuozheng; Mori Masaomi
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2013-09-12
Also published as: JPWO2013133428A1

Abstract

水の排出口と、排出口の近傍に設けられ、モータ駆動されるファン１とを備える。ファン１は、凹状に湾曲した回転盤３と、該回転盤３の外周縁に沿って設けられた羽根部４とを含む。排出口は、ファン１の中心部に設けられた開口孔２である。開口孔２（水の排出口）から排出された水は、ファン１の回転による遠心力によって回転盤３に沿って外周縁の方に飛び散り、外周縁の羽根部４により発生される風力によって前方に飛び散る。ファン１の回転軸心に沿って開口孔２（水の排出口）に水を導くための通水路（ストロー１３）が設けられる。ファン１を回転するためのモータ１０は、ステータ部１１と、ロータ部１２とを備え、通水路（ストロー１３）がロータ１２の回転軸に沿うように設けられ、ファン１がロータ部１２の一端に固定されて回転する。

Description

ドライミスト発生装置及び空気調節装置

　本発明は、ドライミスト発生装置及びそれを用いて空気浄化及び／又は冷却を行う空気調節装置に関する。

　屋外等通常の冷房装置が使用できない場所において、霧状の微小水滴（ドライミスト）を噴霧することにより降温効果を得るようにしたシステムが知られている。そのために使用するドライミスト発生装置として、適宜径の水滴排出孔が設けられた噴霧ノズルに、コンプレッサにより加圧された水を供給するものが知られている（特許文献１）。別の従来例として、モータによって回転される回転軸に設けた所定形状のローターを水タンク内に浸漬させ、該ローターによってタンク内の水を掻き上げ、該ローターと共に回転する外側メッシュ部を通して遠心力作用によりミストを形成するようにしたものが知られている（特許文献２）。

特開２００８－３０４０８６号特開２００１－４６９２２号

　特許文献１にあっては、噴霧ノズルからミストを噴霧させるためには、コンプレッサによって加圧した水を供給することが不可欠となっており、コンプレッサを用いない環境下においてはミスト発生を行うことができない。特許文献２にあっては、ミスト形成のために複雑な機構が要求とされる。

　本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、極めて簡単な構成でドライミストを発生することができるドライミスト発生装置を提供しようとするものである。また、そのようなドライミスト発生装置を用いて空気浄化及び／又は冷却を行う空気調節装置を提供しようとするものである。

　本発明に従うドライミスト発生装置は、モータと、前記モータによって駆動されるファンであって、回転盤と、該回転盤の外周に設けられた羽根部とを備えるものと、前記回転盤に形成された水の排出口とを備え、前記ファンの前記回転盤及び前記羽根部によって前記排出口の水を飛散させることを特徴とする。

　本発明によれば、第1段階として、排出口の水が回転盤の遠心力によって放射方向及び前方に細かく散らされ、第２段階として、羽根部が引き起こす風により蒸発を促進し且つ水粒を更に細かくして前方に飛散させることができ、良質のドライミストを発生することができる。また、蒸発による冷却作用により冷空気を作り出し、ミストの温度も低下させることができるので、好適な降温効果を得ることができる。また、ファンの持つ指向性により、冷却したい所望の方向にファンを向けるように配置することで、所望の特定方向を重点的に冷却するように応用することができる。また、排出口に導かれる水が加圧されていなかったとしても、ファンの作用によりドライミストを発生させることができるので、コンプレッサ等の水加圧手段を用いない環境下においてもドライミスト発生を行うことができる。また、ファンは単に送風機能を果たせばよいので、水の掻き上げ等の高負荷仕事が要求されず、従って、ファンそれ自体が耐高負荷性の要求されない簡単な構造のものであってよく、かつ、ファンを駆動するモータも低動力のものであってよくなり、全体として構成を簡略化することができる。

　本発明に従うドライミスト発生装置を用いることにより、浄化あるいは冷却のような空気の処理を行うことができる。すなわち、霧状の微小水滴（ドライミスト）が空気中の粉塵、花粉などを付着させ、空気を浄化させることができる。また、ドライミストの気化熱により空気冷却を行うこともできる。すなわち、上記ドライミスト発生装置を用いる空気調節装置は、開口を持つ筐体部内に、前記ドライミスト発生装置を設置してなり、前記筐体部内に取り入れた空気を前記ドライミスト発生装置が発生するドライミストで処理して前記筐体部外に排出するようにしたものである。すなわち、前記筐体部内に取り入れた空気に含まれる粉塵あるいは花粉等がドライミストによって洗い落とされ、浄化された空気が筐体部外に排出される。そして、ファンが作る空気流に応じて、この空気調節装置を設置した室内に空気流が生じ、室内空間全体を浄化することができる。この作用によって該空気調節装置を空気浄化装置の用途で機能させることができる。

　また、本発明に従うドライミスト発生装置を用いた前記空気調節装置は、ドライミストの気化熱により、前記筐体部内に取り入れた空気を前記ドライミスト発生装置が発生するドライミストで冷却して前記筐体部外に排出するようにも機能する。そして、ファンが作る空気流に応じて、この空気調節装置を設置した室内に空気流が生じ、室内空間全体を冷却することができる。このように、本発明に従うドライミスト発生装置を用いた前記空気調節装置は空気冷却装置の用途で使用することもできる。また、本発明に従うドライミスト発生装置を用いた前記空気調節装置は、
加湿器の用途で使用することもできる。

本発明のドライミスト発生装置の一実施例を示す回転軸方向断面図。同実施例におけるファンの側面図。同実施例におけるファンの正面図。ファンの開口孔（水の排出口）にカバーを設ける例に回転軸方向断面図。図４のカバーの裏面に複数の螺旋溝を設ける例を示す図。ファンにおける回転盤と羽根部の配置の変更例を示す側面図。本発明に係る空気調節装置（空気浄化装置）の一例を示す略図。本発明に係る空気調節装置（空気浄化装置）の別の実施例を示す外観図。図８に示す空気調節装置（空気浄化装置）の内部を示すために筐体部を切断して示す斜視図。本発明に係る空気調節装置（空気浄化装置）の更に別の実施例を示す中央縦断面斜視図。

　図１において、ドライミスト発生装置２０は、ファン１と、該ファン１を回転駆動するための電気モータ１０とを含む。電気モータ１０は、ステータ部１１と、該ステータ部１１内に着脱自在に挿入されるロータ部１２とを含む。図１は、ロータ部１２をステータ部１１から引き出した状態を示している。ステータ部１１は固定子巻線（図示せず）を内蔵し、樹脂モールドにより完全防水加工されている。ロータ部１２は、中空のスリーブ１２ａの外側に永久磁石１２ｂを円筒状に配置してなる。ステータ部１１の内部空間にセラミック製のストロー１３が配置される。該ストロー１３はステータ部１１の一端に固定され、ステータ部１１の他端はロータ部１２を出し入れできるように開口している。該ストロー１３の端部が該ステータ部１１の一端から外側に幾分突出しており、この該ストロー１３の端部に、外部から水を導入するためのパイプ１４が着脱自在に取り付けられる。好ましくは、ステータ部１１の一端におけるストロー１３の取り付け部位の周囲１５に雄ねじが形成され、パイプ１４側の取り付け部材（図示せず）の雌ねじに螺合し、パイプ１４をストロー１３の一端から容易に離脱しないように取り付けることができるようになっている。

　ストロー１３は、ロータ部１２がステータ部１１内に挿入されたとき、スリーブ１２ａ内に緩く嵌入し、ロータ部１２の回転を阻害しないようになっている。ロータ部１２の一端にはファン１が固定され、該ロータ部１２の回転に伴ってファン１が回転する。ファン１の回転軸心に孔２が設けられており、該孔２は水の排出口として機能する。すなわち、ロータ部１２のスリーブ１２ａ内に嵌入されたストロー１３の先端がファン１の孔２の近傍に達し、該ストロー１３の先端から出た水がファン１の孔２から排出される。よって、ストロー１３は、水の排出口（開口孔２）に水を導くための通水路として機能する。

　図２及び図３に示すように、ファン１は、回転盤３と、該回転盤３の外周に設けられた羽根部４とを備える。羽根部４は、適宜の形状及び配置からなる複数の羽根４ａ～４ｆで構成される。ファン１は、例えば、合成樹脂の成型品からなる。回転盤３は、好ましく図示のように、凹状に湾曲した皿のような形状からなる。しかし、回転盤３は、図示のような凹状に湾曲した形状に限らず、他の形状であってもよい。

　以上の構成により、開口孔２（水の排出口）から排出された水は、第1段階として、回転盤３の回転による遠心力によって該回転盤３に沿って放射方向（外周縁の方）に及び前方に細かく飛び散り、第２段階として、外周に設けられた羽根部４により発生される風力によって、その蒸発が促進され且つ更に細かな水粒とされ、前方に飛び散る。こうして、飛散した水の蒸散を促進させることができ、良質のドライミストを発生することができる。なお、この場合、ストロー１３（通水路）を通って孔２に水が供給されるようになっていればよく、その水が加圧されているか否かを問わず、ファン１の回転作用により、ドライミストを発生することができる。

　こうして、本発明のドライミスト発生装置２０によれば、蒸発による冷却作用により冷空気を作り出し、ミストの温度も低下させることができるので、好適な降温効果を得ることができる。また、ファン１の持つ指向性により、冷却したい所望の方向にファン１を向けるように配置することで、所望の特定方向を重点的に冷却するように応用することができる。

　図４は、ファン１の回転中心部の開口孔２（水の排出口）にカバー６を設ける例を示す。例えば、カバー６は片面が凸状に膨らんだ円盤部６ａと複数の脚部６ｂとを有し、ファン１の開口孔２に設けられた差し込み孔（図示せず）に脚部６ｂを差し込むことで、カバー６がファン１に着脱式に装着される。カバー６がファン１に装着された状態において、図４に示すように、該カバー６の周縁にすきま開口７を形成するようになっていて、開口孔２（水の排出口）から出る水が該カバー６の周縁のすきま開口７から外周方向に出ていくように導かれる。これにより、開口孔２（水の排出口）から出る水がファン１の回転の遠心力方向に飛散することが促進される。加えて、カバー６は、ゴミ等が開口孔２（水の排出口）に詰まることを防止する。

　変形例として、図５に示すように、カバー６の裏面上に、中心から外周縁まで放射状に延びた複数の螺旋溝６ｃを設けてもよい。螺旋溝６ｃの螺旋の向きは回転方向と同じ向きとする。排出口（孔２）の水がカバー６の裏面に当り、回転する螺旋溝６ｃを通って遠心力方向に飛び散ることが促進される。すなわち、この螺旋溝６ｃは、一種の微弱なファンとしても機能し、水の排出口（孔２）に微弱な真空状態を作り出し、ストロー１３（通水路）からの水の排出を促進させることが期待できる。

　本発明に係るドライミスト発生装置２０を実施するにあたっては、給水源（図示せず）に連結された前記パイプ１４をストロー１３（通水路）に接続する。その場合、給水源からの水をストロー１３（通水路）に対して選択的に導入するための制御装置を備えるとよい。給水源として水道水を用いる（つまり、パイプ１４に水道を直結する）場合は、そのような制御装置は水道の蛇口からなるものであってよい。あるいは、給水源として水を蓄えたタンクを用いてもよく、その場合は、制御装置としては、タンクを本発明に係るドライミスト発生装置よりも高い位置に配置し、高低差を利用してタンクの水が自然にドライミスト発生装置に供給されるようにした構成と、ストロー１３（通水路）に対して水を供給するか否かを切り換えるための何らかの弁手段（図示せず）とを備える。あるいは、コンプレッサのような水を供給するための動力源を使用してもよく、その場合は、制御装置はコンプレッサのような水供給動力源を含む。あるいは、後述する図１０に関連して説明するように、高低差を利用してタンクの水が自然にドライミスト発生装置に供給されるようにした機構を使用するだけとし、その他の格別の制御装置、水を供給するための動力源、切換弁等を用いないように構成することもできる。

　給水手段として格別の動力源を用いない場合は、ドライミスト発生装置２０において、ファン１の開口孔２（水の排出口）でストロー１３（通水路）を真空にするための手段を設けるとよい。例えば、開口孔２（水の排出口）の近傍に小さな羽根（第２の羽根）を設け、該小さな羽根（第２の羽根）の回転に応じて適宜の真空状態を作り出し、ストロー１３（通水路）から水を幾分でも吸引できるようにするとよい。その場合、カバー６は、該小さな羽根（第２の羽根）の部分もカバーするように配置し、該小さな羽根（第２の羽根）によって前方に飛散した水滴がカバー６の裏面に当たって、その周囲のすきま開口７からファン１の外周向きに導かれるようにするとよい。

　なお、以上の実施例では、ファン１の開口孔２（水の排出口）は回転盤３の回転中心部に設けるようにしたが、これに限らず、回転盤３上のその他の部位に開口孔２（水の排出口）を設けてもよい。また、電気モータ１０は、回転子に永久磁石１２ｂを使用するタイプにかぎらず、その他任意のタイプのものを用いることができる。

　上記実施例においては、ファン１の回転盤３の外周縁端部と羽根部４の前端（風の進行方向寄りの端部）とがほぼ同じ程度の高さである。しかし、これに限らず、図６に示すように、外周縁端部３ａが羽根部４の前端４ａａ、４ｆａ、４ｅａよりも適宜に高いように、つまり、風の進行方向寄りに、回転盤３の外周縁端部３ａが羽根部４の前端４ａａ、４ｆａ、４ｅａよりも適宜に突出した配置となるように、構成してもよい。このように構成すると、上向きに風が起こるように、回転盤３の外周縁端部３ａが上向きになるようにドライミスト発生装置２０を設置した場合に、余分な水滴の下方への滴りを減少できることが確かめられた。

　図７は、上記構成からなる本発明に係るドライミスト発生装置２０を用いた空気調節装置を空気浄化装置３０の用途で構成した一例を示す。この空気浄化装置３０は、空気取入口３１と空気排出口３２を持つ閉鎖空間を形成する筐体部３３を含む。筐体部３３内に、好ましくは空気取入口３１の近くに、ドライミスト発生装置２０を設置するように、適宜に設計される。なお、この場合、空気取入口３１の位置は、ドライミスト発生装置２０のファン１の後方となるようにする。また、筐体部３３の下部に排水トレイ３４が設けられ、筐体部３３の上部にはドライミスト発生装置２０に水を供給するための水タンク３５が設けられる。ドライミスト発生装置２０のモータを駆動することによりファン１が回転し、室内の空気が空気取入口３１から筐体部３３内に導入される。筐体部３３内に取り入れた空気は、ドライミスト発生装置２０が発生するドライミストに当たることで処理される。このドライミストによる空気の処理には、主に、浄化と冷却がある。空気調節装置を空気浄化装置３０の用途で使用する場合は、その浄化作用を活用する。すなわち、筐体部３３内に取り入れた空気に含まれる粉塵あるいは花粉等がドライミスト発生装置２０が発生するドライミストによって洗い落とされ、汚れを含む水滴が排水トレイ３４に落下する。排水トレイ３４に落下した汚れを含む水滴は、後に回収されて廃棄されるか又は再利用される。こうして浄化された空気が空気排出口３２から排出され、室内に戻る。そして、ファン１が作る空気流に応じて、この空気浄化装置３０を設置した室内に空気流が生じ、室内空間全体を浄化することができる。

　図８は、本発明に係る空気調節装置の別の実施例である空気浄化装置４０を示す外観図である。図９は、図８に示す空気浄化装置４０の内部を示すために筐体部４３等を切断して示す斜視図である。図７と同様に、空気浄化装置４０は、空気取入口４１と空気排出口４２を持つ閉鎖空間を形成する筐体部４３を備える。筐体部４３内に、好ましくは空気取入口４１の近くに、ドライミスト発生装置２０を設置するように設計される。空気取入口４１の位置は、ドライミスト発生装置２０のファン１の後方となるようにする。また、筐体部４３の下部には排水トレイ４４が設けられ、筐体部４３の上部に位置する上部筐体４５はドライミスト発生装置２０に水を供給するための水タンクを収納するための空間を形成する。

　図１０は、本発明に係る空気調節装置の更に別の実施例である空気浄化装置５０を示す中央縦断面斜視図である。上述と同様に、空気浄化装置５０は、空気取入口６０と空気排出口６１を持つ閉鎖空間を形成する筐体部５１を備える。筐体部５１は、全体として卵型若しくは楕円球状であり、下部ケース５２内にドライミスト発生装置２０が上向きに設置され、発生したドライミストが上方に吹き上げられる。下部ケース５２上に排水トレイ５３が設置され、排水トレイ５３の中央は開口していて、該開口からドライミスト発生装置２０のファン１が上向きに露出する。下部ケース５２の周囲には、適宜の間隔で複数の空気取入口６０が縦長スリット状に設けられており、ファン１の回転に応じて、空気取入口６０から空気が下部ケース５２内に流入する。排水トレイ５３の上部には上部カバー５４が設置される。上部カバー５４の頂部は比較的大きく開口していて、空気排出口６１となっている。

　排水トレイ５３は、下方に滴る汚れを含む水滴の受け皿（ドレーン）として機能するのみならず、ドライミスト発生装置２０への給水源としても機能する。排水トレイ５３の一部に給水タンク７０の設置部７１が形成されており、該設置部７１に給水タンク７０が着脱式に装着される。石油ストーブのタンク等で公知のように、給水タンク７０の口金キャップ７０ａはプッシュ式の自動給水構造を具備しており、給水タンク７０はその口金キャップ７０ａを下向きにして設置部７１に装着される。設置部７１の所定位置において上向きに固定された突起７２が設けられており、該突起７２が給水タンク７０の口金キャップ７０ａに設けられたプッシュ式弁７０ｂを押し上げ、タンク７０内の水を少しづつ落下させる。落下した水は、排水トレイ５３内に溜まる。なお、給水タンク７０の出し入れは、上部カバー５４を外して行う。

　排水トレイ５３の底面の所定箇所に排水口５３ａが設けられており、該排水口５３ａにフィルタ７３が設けられている。排水口５３ａは給水パイプ７４に接続され、給水パイプ７４はドライミスト発生装置２０のストロー１３（通水路）に接続される。フィルタ７３は、水滴とともに排水トレイ５３に落下した塵芥等を濾過し、きれいな水がドライミスト発生装置２０に給水されるように機能する。給水タンク７０の口金キャップ７０ａに設けられたプッシュ式弁７０ｂにおいては、公知のように、排出された液体の高さが該弁７０ｂの位置に達したとき、タンク７０内への空気の流入が止められることにより、タンク７０からの液体の落下が自動的に停止される。こうして、排水トレイ５３には一定量（上限喫水線）以上の水が溜まらないようになっている。排水トレイ５３の水は、重力作用により、フィルタ７３を介して排水口５３ａに自然落下し、給水パイプ７４を通ってドライミスト発生装置２０のストロー１３（通水路）に流れる。こうして、ドライミスト発生装置２０への給水は無動力で行われる。

　例えば、ストロー１３（通水路）の先端、つまりファン１の開口孔２（水の排出口）は、排水トレイ５３の上限喫水線と略同じ高さか、若しくはそれよりも幾分高い又は低い高さである。これにより、排水トレイ５３に最大量（上限喫水線）の水がたまっている場合でも、ファン１から水が溢れ出ることがないように構成されている。従って、ストロー１３（通水路）に対して水を供給するか否かを切り換えるための弁などの制御装置は、不要である。

　図１０の変形例として、給水タンク７０は、排水トレイ５３の円形に沿ってリング状あるいは半円状等適宜の形状を成していてもよい。別の変形例として、筐体部５１に設ける開口を頂部の開口６１のみとし、これで空気取入口と空気排出口を兼務させるようにしてもよい。その場合、筐体部５１の壁面を二重構造壁とし、頂部の開口６１の周縁部分から取り入れた空気を二重構造壁の内壁と外壁の間を通して下方の下部ケース５２に導き、ドライミスト発生装置２０に至るようにし、ドライミスト発生装置２０から上方に吹き上げられた空気は頂部の開口６１の中央寄りの部分から排出されるようにすればよい。

　上述した空気浄化装置３０、４０、５０は、空気冷却装置としても機能させることができる。すなわち、筐体部内のドライミスト発生装置２０によって発生したドライミスとの気化熱により、筐体部３３、４３、５１内に取り入れた空気を冷却して、筐体部３３、４３、５１外に排出することで、空気冷却装置として機能する。その場合、ドライミスト発生装置２０のファン１のサイズ及び筐体部３３、４３、５１のサイズ及び外観デザイン等は、空気冷却装置に適するように適宜に設計変更してよい。

Claims

　モータと、
　前記モータによって駆動されるファンであって、回転盤と、該回転盤の外周に設けられた羽根部とを備えるものと、
　前記回転盤に形成された水の排出口と
を備え、前記ファンの前記回転盤及び前記羽根部によって前記排出口の水を飛散させることを特徴とするドライミスト発生装置。
　前記回転盤の回転軸心に前記排出口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のドライミスト発生装置。
　前記回転盤は、凹状に湾曲した形状からなることを特徴とする請求項２に記載のドライミスト発生装置。
　前記回転盤の外周縁端部が前記羽根部の前端よりも突出した配置からなることを特徴とする請求項３に記載のドライミスト発生装置。
　前記回転盤の回転軸心に沿って前記排出口に水を導くための通水路が設けられている請求項１乃至４のいずれかに記載のドライミスト発生装置。
　前記モータは、ステータ部と、該ステータ部内に挿入されるロータ部とを備え、前記通水路が該ロータ部の回転軸に沿って設けられ、前記ファンが前記ロータ部の一端に固定されてなる請求項５に記載のドライミスト発生装置。
　前記ステータ部は、樹脂モールドにより完全防水加工されている請求項６に記載のドライミスト発生装置。
　前記通水路に対して選択的に水を導入するための制御装置を備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のドライミスト発生装置。
　前記制御装置は、前記通水路に対して水を供給するための動力源を含むことを特徴とする請求項８に記載のドライミスト発生装置。
　前記通水路に対して高低差を利用して水を供給するための機構を備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のドライミスト発生装置。
　前記排出口にカバーが設けられており、該カバーの周縁が開口していて、前記排出口から出る水が該カバーの周縁の開口を通って前記ファンの回転の遠心力方向に飛散することが促進されることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれかに記載のドライミスト発生装置。
　前記カバーの裏面上に、中心から外周縁まで放射状に延びた複数の螺旋溝を有することを特徴とする請求項１１に記載のドライミスト発生装置。
　開口を持つ筐体部内に、請求項１乃至１１に記載のドライミスト発生装置を設置してなり、前記筐体部内に取り入れた空気を前記ドライミスト発生装置が発生するドライミストで処理して前記筐体部外に排出するようにした空気調節装置。
　更に、前記筐体部内に滴下する水滴を受けるための排水トレイを配置してなる請求項１３に記載の空気調節装置。
　更に、前記筐体部内に着脱式の給水タンクを設け、該給水タンクから前記ドライミスト発生装置に給水がなされるように構成した請求項１３又は１４に記載の空気調節装置。
　前記ドライミストによる空気の処理は、該空気の浄化及び冷却の少なくとも１つである請求項１３乃至１５のいずれかに記載の空気調節装置。