WO2020067151A1 - 渦輪発生装置 - Google Patents

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WO2020067151A1
WO2020067151A1 PCT/JP2019/037591 JP2019037591W WO2020067151A1 WO 2020067151 A1 WO2020067151 A1 WO 2020067151A1 JP 2019037591 W JP2019037591 W JP 2019037591W WO 2020067151 A1 WO2020067151 A1 WO 2020067151A1
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WO
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component supply
supply port
component
vortex ring
air
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Application number
PCT/JP2019/037591
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋輔 今井
全史 宇多
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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Publication date
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    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/009—Influencing flow of fluids by means of vortex rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/80—Self-contained air purifiers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
    • F15C1/00—Circuit elements having no moving parts
    • F15C1/14—Stream-interaction devices; Momentum-exchange devices, e.g. operating by exchange between two orthogonal fluid jets ; Proportional amplifiers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F15C—FLUID-CIRCUIT ELEMENTS PREDOMINANTLY USED FOR COMPUTING OR CONTROL PURPOSES
    • F15C1/00—Circuit elements having no moving parts
    • F15C1/16—Vortex devices, i.e. devices in which use is made of the pressure drop associated with vortex motion in a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/46—Air flow forming a vortex
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/003—Ventilation in combination with air cleaning

Definitions

  • the present disclosure relates to a vortex ring generator.
  • vortex-shaped air (hereinafter, also simply referred to as a vortex ring) is discharged from the discharge port through the discharge port.
  • the release component of the source storage chamber is drawn into the air chamber through the component supply port, and is released from the release port while being contained in the vortex ring.
  • An object of the present disclosure is to suppress a discharge component from being unevenly distributed in a circumferential direction in a vortex ring discharged from a discharge port.
  • a vortex ring generating device provided with an extruding mechanism (30) for extruding the air, wherein a component supply port formed around the air passage (C) or the discharge port (25) to supply a release component to the air. (60), wherein the total length L1 in the circumferential direction of the component supply port (60) is at least 1 / of the total length L2 in the circumferential direction of the discharge port (25).
  • the circumferential length L1 in the circumferential direction of the component supply port (60) is equal to or more than ⁇ of the total length L2 in the circumferential direction of the discharge port (25), the circumferential length L1 is larger than the total length L2 of the discharge port (25).
  • the release components can be supplied in a sufficiently wide range. Further, by forming the component supply port (60) around the air passage (C) or the discharge port (25), the release component can be sucked from the component supply port (60) using the dynamic pressure of air. .
  • a second aspect is the vortex ring generator according to the first aspect, wherein the component supply port (60) is formed in an annular shape.
  • the release component can be supplied over the entire circumference of the air flowing through the air passage (C) or the discharge port (25). For this reason, the emission component can be dispersed over the entire circumference of the vortex ring. Further, by using the dynamic pressure of air, the release component can be sucked from the entire circumference of the annular component supply port (60).
  • the air passage (C) includes a throttle passage (C2) for decreasing a passage area toward a downstream side, and the component supply port (60) Is a vortex ring generator formed on the downstream side of the throttle passage (C2).
  • the flow velocity of the air flowing near the component supply port (60) increases, and the pressure near the component supply port (60) decreases. For this reason, the release component is easily sucked into the air from the component supply port (60).
  • a fourth aspect is the vortex ring generator according to any one of the first to third aspects, wherein the component supply port (60) is formed near the discharge port (25). .
  • a fifth aspect is the vortex ring generator according to any one of the first to fourth aspects, wherein a plurality of the component supply ports (60) are arranged at equal intervals in a circumferential direction.
  • the component supply port (60) is formed on an inner peripheral surface of the air passage (C), and the component supply port (60) Wherein the total opening area is larger than the total area of the closed surface (B) circumferentially adjacent to the component supply port (60) in the inner peripheral surface of the air passage (C). is there.
  • the opening area of the component supply port (60) can be sufficiently secured in the circumferential direction, so that the release components can be dispersed in the circumferential direction.
  • a cylindrical passage forming member (40) forming at least a part of the air passage (C) is provided inside the casing (20). ) Is provided, and the component supply port (60) is formed between a downstream end (41) of the passage forming member (40) and an inner peripheral edge (26) of the discharge port (25).
  • a vortex ring generator is provided inside the casing (20).
  • the component supply port (60) is formed between the inner peripheral edge (26) of the discharge port (25) and the downstream end (41) of the passage forming member (40). Thereby, the annular component supply port (60) can be easily formed in the vicinity of the discharge port (25).
  • annular component supply port (60) and a component chamber (27) communicating with the component supply port (60) can be easily formed between the passage forming member (40) and the casing (20). Can be formed.
  • the component supply port (60) is formed around the discharge port (25) outside the casing (20). It is a vortex ring generator characterized by the following.
  • the discharged components are supplied into the vortex ring from the component supply port (60) located outside the casing (20).
  • the pushing mechanism (30) includes a vibration plate (31) and a driving unit (35) that vibrates the vibration plate (31). Between a reference position where the amount of deformation of the diaphragm (31) is zero and an extruding position where the diaphragm (31) is deformed downstream of the air passage (C) from the reference position. And a vibrating ring generator configured to vibrate the diaphragm (31).
  • the diaphragm (31) is displaced between the reference position and the extrusion position on the downstream side (front side), but is not displaced upstream (rear side) from the reference position. . Therefore, it is possible to suppress the air supplied from the component supply port (60) from flowing backward to the upstream side of the air passage (C).
  • FIG. 1 is a schematic sectional view showing the internal structure of the vortex ring generating device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a development view for explaining an internal structure near the discharge port.
  • FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a change in position of the diaphragm during operation.
  • FIG. 4 is a graph illustrating a change in the amount of deformation of the diaphragm according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a graph showing a change in the amount of deformation of the diaphragm according to the comparative example.
  • FIG. 6 is a development view for explaining an internal structure near a discharge port according to a modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the vortex ring generating device according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the vortex ring generating device according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a vortex ring generating device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a schematic configuration diagram of the vortex ring generating device according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a vortex ring generating device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a vortex ring generating device according to the fourth embodiment.
  • the vortex ring generating device (10) emits vortex-shaped air (vortex ring (R)).
  • the vortex ring generating device (10) includes a predetermined release component in the vortex ring (R) and supplies the vortex ring (R) including the release component toward a subject or the like.
  • the release component includes a scent component, water vapor, a substance having a predetermined effect, and the like.
  • the release component is preferably a gas, but may be a liquid, in which case it is preferably a particulate liquid.
  • the vortex ring generator (10) includes a casing (20) in which a discharge port (25) is formed, an extrusion mechanism (30), a passage forming member (40), and a component supply device (50). ).
  • An air passage (C) through which air flows is formed inside the casing (20).
  • the air in the air passage (C) pushed out by the pushing mechanism (30) is discharged from the discharge port (25) as a vortex ring (R).
  • the vortex ring (R) discharged from the discharge port (25) contains the release component supplied from the component supply device (50).
  • the casing (20) includes a case body (21) whose front side is opened, and a substantially plate-shaped front plate (22) that closes a front open surface of the case body (21).
  • a circular discharge port (25) is formed penetrating forward and backward.
  • a substantially cylindrical peripheral wall (23) is continuously formed on the rear surface of the front plate (22).
  • the peripheral wall (23) extends rearward from the inner peripheral edge (26) of the discharge port (25).
  • the peripheral wall (23) is formed in a tapered shape whose diameter decreases toward the front side.
  • the outer peripheral end of the peripheral wall (23) is fixed to the inner wall of the case body (21).
  • the front end of the peripheral wall (23) is continuous with the inner peripheral edge (26) of the discharge port (25).
  • the axis of the peripheral wall (23) substantially coincides with the axis of the discharge port (25).
  • the passage forming member (40) is disposed behind the peripheral wall (23).
  • the passage forming member (40) is formed in a substantially cylindrical shape along the inner peripheral surface of the peripheral wall (23).
  • the passage forming member (40) is formed in a tapered shape whose diameter decreases toward the front side (ie, downstream of the air passage (C)).
  • the axis of the passage forming member (40) is substantially coincident with the axis of the discharge port (25).
  • the axis of the passage forming member (40) is substantially coincident with the axis of the peripheral wall (23).
  • a component chamber (27) for temporarily storing the release component is defined between the inner wall of the case body (21), the peripheral wall (23), and the passage forming member (40).
  • the component chamber (27) can be said to be a substantially cylindrical space formed around the passage forming member (40).
  • the push-out mechanism (30) is arranged near the rear in the casing (20).
  • the pushing mechanism (30) has a diaphragm (31) that is a movable member, and a linear actuator (35) that displaces the diaphragm (31) back and forth.
  • the diaphragm (31) includes a diaphragm main body (32) and a frame-shaped elastic support portion (33) formed on an outer peripheral edge of the diaphragm main body (32).
  • the diaphragm (31) is fixed to the inner wall of the casing (20) via the elastic support (33).
  • the linear actuator (35) constitutes a drive unit that vibrates the diaphragm (31) back and forth.
  • a proximal end (rear end) of the linear actuator (35) is supported by a rear wall of the case body (21).
  • the front end (front end) of the linear actuator (35) is connected to the center of the diaphragm (31).
  • the linear actuator (35) vibrates the diaphragm (31) between the reference position and the pushing position. Thereby, the air (indicated by a white arrow in FIG. 1) in the air passage (C) is pushed forward.
  • an air passage (C) is formed from the diaphragm (31) to the discharge port (25).
  • the air passage (C) includes a first passage (C1) and a second passage (C2) continuous with a downstream end of the first passage (C1).
  • the first passage (C1) is surrounded by the inner wall of the case body (21).
  • the passage area of the first passage (C1) is constant.
  • the second passage (C2) is formed inside the passage forming member (40). That is, the second passage (C2) is surrounded by the peripheral wall (23).
  • the second passage (C2) forms a throttle passage that reduces the passage area toward the downstream side. Thereby, in the second passage (C2), the flow velocity of the air gradually increases toward the downstream side.
  • the component supply device (50) supplies the release component to be imparted to the vortex ring (R) to the inside of the casing (20). Specifically, the component supply device (50) supplies a predetermined release component to the component chamber (27) partitioned in the casing (20) via the supply path (51).
  • the component supply device (50) includes a component generation unit that generates a release component, and a transport device that transports the release component generated by the generation unit (not shown).
  • the component generating section is, for example, of a vaporization type for vaporizing a release component from component raw materials.
  • the transfer device is configured by, for example, an air pump.
  • the component supply device (50) appropriately supplies the release component adjusted to a predetermined concentration to the component chamber (27).
  • the vortex ring generator (10) has a component supply port (60) for supplying a release component to the air passage (C).
  • a component supply port (60) is formed inside the casing (20).
  • the component supply port (60) is arranged near the discharge port (25).
  • the component supply port (60) is formed between the downstream end (41) of the passage forming member (40) in the cylinder axis direction and the inner peripheral edge (26) of the discharge port (25). Is done. Thereby, one annular component supply port (60) is formed around the downstream end of the air passage (C). That is, one annular component supply port (60) is formed at a position closest to the discharge port (25) in the air passage (C).
  • FIG. 2 is a development view of the inner peripheral surface of the air passage near the component supply port (60).
  • the component supply port (60) of the present embodiment is annular, and extends along the circumferential direction of the air passage (C). Assuming that the circumferential length of one component supply port (60) is L1 and the width of one component supply port (60) is W1, L1 is greater than W1.
  • the total length L1 of one component supply port (60) in the circumferential direction of the present embodiment is equal to the total length L2 of one discharge port (25) in the circumferential direction.
  • the total length L1 in the circumferential direction of one component supply port (60) is equal to or greater than the total length L2 in the circumferential direction of one discharge port (25). In this way, if the total length L1 in the circumferential direction of one component supply port (60) is sufficiently secured with respect to the total length L2 in the circumferential direction of one discharge port (25), the release component of the component chamber (27) Can be supplied into the air while dispersing in the circumferential direction of the air passage (C).
  • the circumferential length L1 of one component supply port (60) is preferably equal to or less than the circumferential length L2 of one discharge port (25).
  • the linear actuator (35) vibrates the diaphragm (31).
  • the diaphragm (31) deforms forward, the volume of the air passage (C) decreases. As a result, the air in the air passage (C) flows toward the discharge port (25).
  • the air in the first passage (C1) flows into the second passage (C2).
  • the second passage (C2) since the passage area gradually decreases, the air flow velocity increases. As the flow rate of the air increases, the pressure of the air decreases.
  • the outflow end of the second passage (C2) has the smallest passage area. For this reason, the air at the outflow end of the second passage (C2) has substantially the highest flow velocity in the air passage (C). Therefore, the air at the outflow end of the second passage (C2) has substantially the lowest pressure.
  • a component supply port (60) is formed at the outflow end of the second passage (C2). Therefore, when low-pressure air passes through the component supply port (60), the difference between the pressure of this air and the pressure of the component chamber (27) causes the release component of the component chamber (27) to enter the air passage (C). It is sucked. That is, the release component of the component chamber (27) is sucked into the air passage (C) by the dynamic pressure passing through the component supply port (60).
  • the release component of the component chamber (27) is dispersed over the entire circumference of the air passage (C).
  • this release component is likely to be given particularly to air near the outer periphery of the air flowing through the air passage (C). Therefore, in the air passage (C), the release component can be uniformly applied to the air near the outer periphery.
  • the air containing the release component thus reaches the discharge port (25) immediately.
  • the air passing through the outlet (25) has a relatively high flow velocity, while the air around it is stationary. For this reason, a shear force acts on the air at the discontinuous surface of both air, and a vortex is generated near the outer peripheral edge of the discharge port (25). Due to this vortex, vortex-shaped air (vortex ring (R) schematically shown in FIG. 1) is formed which advances from the discharge port (25).
  • the vortex ring (R) is supplied to the subject in a state containing the release component.
  • the release component is supplied from the component supply port (60) over the entire circumference of the air flow. For this reason, the emission component is also dispersed in the circumferential direction even in the vortex ring (R). Therefore, it is possible to suppress the release component from being unevenly distributed in the vortex ring (R).
  • the release component is supplied from the component supply port (60) to the air particularly on the outer peripheral side. Therefore, most of the components released from the component chamber (27) can be contained in the vortex ring (R).
  • the component supply port (60) is located near the discharge port (25). If the component supply port (60) and the discharge port (25) are relatively far apart, the release component supplied to the air will diffuse before reaching the discharge port (25), and the vortex ring (R) The amount of release components contained therein may be reduced. On the other hand, by making the component supply port (60) and the discharge port (25) close to each other, such diffusion of the release component can be suppressed.
  • the component supply port (60) When the component supply port (60) is located near the discharge port (25), the component supply port (60) is substantially located at the most downstream end of the air passage (C). Thus, a sufficient distance from the component supply port (60) to the extrusion mechanism (30) (strictly, the diaphragm (31)) can be secured. For this reason, even if the air in the air passage (C) flows backward slightly due to the vibration of the diaphragm (31), the release component supplied from the component supply port (60) adheres to the extrusion mechanism (30). Can be suppressed. Therefore, it is possible to avoid an increase in the frequency of maintenance of the extrusion mechanism (30) and its peripheral parts due to, for example, adhesion of the release component.
  • the flow velocity of the air passing through the discharge port (25) is made uniform in the circumferential direction as compared with, for example, a case where the component supply port (60) is unevenly distributed in the circumferential direction. . Therefore, a vortex ring (R) can be formed stably at the discharge port (25).
  • the diaphragm (31) vibrates between the reference position and the pushing position.
  • the diaphragm (31) is at the reference position (the position indicated by P1 in FIG. 3).
  • the amount of deformation of the diaphragm (31) becomes zero, and the diaphragm (31) is in a flat state (vertical state in this example).
  • the diaphragm (31) is at the pushing position (the position indicated by P2 in FIG. 3)
  • the diaphragm (31) is deformed forward (downstream of the air passage (C)). That is, the diaphragm (31) is in a state of bulging forward.
  • the diaphragm (31) vibrates between the reference position and the pushing position, and does not deform behind the reference position.
  • the diaphragm (31) vibrates between a position behind the reference position (referred to as a retracted position) and a pushing position, as in a comparative example shown in FIG. 5, for example, the diaphragm (31) is moved.
  • the amount of deformation moving rearward increases, and this causes the backflow of air in the air passage (C) to be promoted.
  • the diaphragm (31) does not deform behind the reference position, the backflow of air can be suppressed. Therefore, as described above, for example, it is possible to suppress the emission component from adhering to the diaphragm (31) and the like.
  • the speed V2 from the extrusion position to the reference position is lower than the speed V1 from the reference position to the extrusion position. That is, in the pushing mechanism (30), the diaphragm (31) at the pushing position slowly returns to the reference position. Therefore, the backflow of air in the air passage (C) can be more reliably suppressed.
  • the speeds V1 and V2 include an average speed and a maximum speed.
  • the total length L1 in the circumferential direction of the component supply port (60) is equal to or more than 1/2 of the total length L2 in the circumferential direction of the discharge port (25).
  • the circumferential length of the vortex ring (R) is dominated by the circumferential length of the discharge port (25). Therefore, if L1 ⁇ L2 ⁇ (1/2), the circumferential length of the component supply port (60) with respect to the circumferential length of the vortex ring (R) can be sufficiently ensured, and the emission component contained in the vortex ring (R) can be secured. Uneven distribution can be suppressed.
  • the release component of the component chamber (27) can be released using the dynamic pressure of the air flowing through the air passage (C). Can be inhaled.
  • the component supply port (60) is formed in a ring shape.
  • the discharge component can be supplied over the entire circumference of the air in the air passage (C), and the release component in the vortex ring (R) can be made uniform over the entire circumference.
  • the emission component can be supplied to the air on the outer peripheral side of the air flowing through the air passage (C)
  • the component supply port (60) is formed only in a part of the circumferential direction of the air passage (C)
  • the flow velocity of the air flowing through the discharge port (25) due to the unevenly distributed component supply port (60) May be uneven in the circumferential direction.
  • the present configuration since the flow velocity of the air flowing through the discharge port (25) can be made uniform in the circumferential direction, a vortex ring (R) having a stable shape can be formed.
  • the second passage (C2) (throttle passage (C2)) whose passage area decreases toward the downstream side is formed, and the component supply port (60) is disposed at the downstream end of the throttle passage (C2). doing.
  • the flow velocity of the air passing through the component supply port (60) can be increased, and the components released from the component chamber (27) can be reliably sucked into the air.
  • the backflow of the air containing the release component can be reliably suppressed.
  • the component supply port (60) is formed near the discharge port (25). Therefore, it is possible to suppress the emission component from being diffused before the air flows out to the emission port (25). As a result, the release component can be reliably provided in the vortex ring (R). In addition, it is possible to suppress the release component supplied from the component supply port (60) from adhering to the extrusion mechanism (30) and components around the extrusion mechanism (30).
  • a component supply port (60) is formed between the downstream end (41) of the cylindrical passage forming member (40) and the inner peripheral edge (26) of the discharge port (25). I have. This makes it possible to easily form the annular component supply port (60) at a position closest to the discharge port (25) without any processing for forming the component supply port (60).
  • the component chamber (27) is defined between the casing (20) and the passage forming member (40). Therefore, the component chamber (27) can be formed near the component supply port (60) while using the passage forming member (40).
  • the pushing mechanism (30) moves the diaphragm (31) to a reference position where the amount of deformation of the diaphragm (31) becomes zero and the diaphragm (31) to the downstream side of the air passage (C) from the reference position.
  • the vibrating plate (31) is configured to vibrate between the extruding position to be deformed. Thereby, the amount of backflow of air in the air passage (C) can be reduced as compared with the comparative example shown in FIG. Therefore, it is possible to suppress the release component from adhering to the extrusion mechanism (30) and its peripheral parts due to such backflow.
  • a plurality of component supply ports (60) are formed inside the casing (20).
  • a plurality (four in this example) of component supply ports (60) are formed near the discharge port (25), as in the first embodiment.
  • the plurality of component supply ports (60) are formed by a plurality of cutout holes formed at the downstream end (41) of the passage forming member (40).
  • the plurality of component supply ports (60) are arranged at regular intervals in the circumferential direction. As a result, the release components can be uniformly supplied to the air.
  • a closed surface (B) is formed between each of the plurality of component supply ports (60). That is, each closed surface (B) is formed at a position on the inner peripheral surface of the air passage (C) adjacent to the plurality of component supply ports (60) in the circumferential direction.
  • the numbers of the component supply ports (60) and the closing surfaces (B) are merely examples, and any number of two or more may be used.
  • each component supply port (60) extends in the circumferential direction of the air passage (C) such that each circumferential length L1 ′ is larger than each width W1. I have.
  • the release components can be distributed and supplied in the circumferential direction of the air passage (C).
  • the sum of the circumferential lengths L1 ′ of the plurality of component supply ports (60) (that is, the total length L1) is equal to or more than ⁇ of the total circumferential length L2 of one discharge port (25). . Therefore, similarly to the first embodiment, the entire circumferential length L1 of the component supply port (60) can be sufficiently secured with respect to the circumferential length of the vortex ring (R), and the uneven distribution of the discharge component in the vortex ring (R). Can be suppressed.
  • the total (total opening area) of the opening areas (region S1 ′ in FIG. 6) of the plurality of component supply ports (60) is S1, and the opening area of the plurality of closed surfaces (B) (region S2 ′ in FIG. 6). Is defined as S2.
  • the plurality of component supply ports (60) of this example are configured to satisfy the relationship of S1> S2. Thereby, the opening area of the component supply port (60) in the circumferential direction can be sufficiently ensured, and uneven distribution of the emission component in the vortex ring (R) can be suppressed.
  • Embodiment 2 The vortex ring generator (10) of the second embodiment shown in FIGS. 7 and 8 differs from the above-described embodiments in the structure of the component supply port (60).
  • a plurality of (four in this example) nozzles (62) are arranged so as to surround the inflow end of the discharge port (25) in the air passage (C).
  • the nozzles (62) are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the axis of the discharge port (25).
  • Each nozzle (62) is connected to a component supply device (50) via a tubular supply path (51).
  • a component supply port (60) is formed at the tip of each nozzle (62).
  • the component supply port (60) is located near the inflow end of the discharge port (25) so as to face the axis of the discharge port (25).
  • the component supply port (60) of each nozzle (62) extends in the circumferential direction of the discharge port (25). That is, the circumferential length L1 'of each component supply port (60) is larger than its width W1. Further, in the present embodiment, the total length L1 which is the sum of the circumferential lengths L1 'of the respective component supply ports (60) is equal to or more than 1/2 of the circumferential length L2 of the discharge port (25).
  • the release component of the component supply device (50) is supplied to each nozzle (62) via the supply path (51).
  • a discharge component is supplied from the component supply port (60) of each nozzle (62) toward the air flowing into the discharge port (25).
  • the air containing the release component is released from the discharge port (25) as a swirl ring (R).
  • each component supply port (60) extends in the circumferential direction, the discharged components can be dispersed and supplied in the circumferential direction to the air flowing into the discharge port (25). As a result, it is possible to suppress the emission components in the vortex ring (R) from being unevenly distributed in the circumferential direction. Further, since the total length L1 in the circumferential direction of each component supply port (60) is equal to or more than ⁇ of the total length L2 in the circumferential direction of the discharge port (25), the component supply port is larger than the circumference of the vortex ring (R). The full length L1 in the circumferential direction of (60) can be sufficiently ensured.
  • Embodiment 3 The vortex ring generator (10) according to the third embodiment shown in FIGS. 9 and 10 differs from the above-described embodiments in the structure related to the component supply port (60).
  • a duct (65) for supplying a release component to the outside of the casing (20) is formed.
  • the duct (65) is arranged along the front plate (22) of the casing (20).
  • the duct (65) is formed in a hollow frame shape, and a cylindrical space is formed therein. This space constitutes the component chamber (27).
  • the release component is appropriately supplied to the component chamber (27) from the component supply device (50).
  • An annular component supply port (60) surrounding the discharge port (25) is formed in the center of the front surface of the duct (65).
  • the component supply port (60) communicates with the component chamber (27) inside the duct (65).
  • the release component is released from the component supply port (60) to the vortex ring (R) released from the release port (25).
  • the component supply port (60) extends in the circumferential direction of the discharge port (25) such that the total length L1 in the circumferential direction is larger than the width W1 in the air flow direction.
  • the total length L1 of the component supply port (60) in the circumferential direction is equal to or more than ⁇ of the total length L2 of the discharge port (25) in the circumferential direction, and is equal to L2. Therefore, it is possible to supply the discharge component in the circumferential direction to the vortex ring (R) discharged from the discharge port (25).
  • Embodiment 4 The vortex ring generator (10) according to the fourth embodiment shown in FIGS. 11 and 12 differs from the above-described embodiments in the structure related to the component supply port (60).
  • a cylindrical nozzle (66) surrounding the discharge port (25) is formed on the front side of the casing (20).
  • the cylindrical nozzle (66) is formed so as to be recessed rearward from the front plate (22) of the casing (20), and has a cylindrical component chamber (27) formed therein.
  • An annular opening is formed on the front side (tip) of the cylindrical nozzle (66), and this opening constitutes a component supply port (60).
  • the axial length L1 of the component supply port (60) is larger than its radial width W1.
  • the total length L1 in the circumferential direction of the component supply port (60) is equal to or more than 1 / of the total length L2 in the circumferential direction of the discharge port (25), and is larger than L2. Therefore, it is possible to supply the discharge component in the circumferential direction to the vortex ring (R) discharged from the discharge port (25).
  • the release component can be supplied over the entire circumference of the vortex ring (R). Further, in the present embodiment, the released component of the component chamber (27) can be sucked from the component supply port (60) by using the dynamic pressure of the vortex of the vortex ring (R).
  • the present disclosure is useful for a vortex ring generator.

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Abstract

渦輪発生装置は、空気通路（C）又は前記放出口（25）の周囲に形成され、放出成分を空気中に供給する成分供給口（60）を備える。成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１が、放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上である。

Description

渦輪発生装置
　本開示は、渦輪発生装置に関する。
　特許文献１の渦輪発生装置では、リニアアクチュエータによって可動部材が駆動されると、放出口から渦輪状の空気（以下、単に渦輪ともいう）が放出口から放出される。この際、発生源収容室の放出成分が、成分供給口を通じて空気室へ引き込まれ、渦輪中に含まれた状態で放出口から放出される。
特開２０１６－８６９８８号公報
　特許文献１に開示のような渦輪発生装置において、放出口から放出される渦輪中で放出成分が周方向に偏在してしまうと、対象物に対して確実に放出成分を付与できない可能性がある。
　本開示の目的は、放出口から放出される渦輪において放出成分が周方向に偏在するのを抑制することである。
　第１の態様は、放出口（25）が形成されるケーシング（20）と、前記ケーシング（20）の内部の空気通路（C）の空気を前記放出口（25）から渦輪状に放出するよう該空気を押し出す押出機構（30）とを備えた渦輪発生装置であって、前記空気通路（C）又は前記放出口（25）の周囲に形成され、放出成分を空気中に供給する成分供給口（60）を備え、前記成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１が、前記放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上であることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第１の態様では、成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１が、放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上あるため、放出口（25）に対して周方向に十分な広がりをもった範囲で放出成分を供給できる。また、成分供給口（60）を空気通路（C）ないし放出口（25）の周囲に形成することで、空気の動圧を利用して成分供給口（60）から放出成分を吸い込むことができる。
　第２の態様は、第１の態様において、前記成分供給口（60）は、環状に形成されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第２の態様では、空気通路（C）ないし放出口（25）を流れる空気の全周に亘って、放出成分を供給できる。このため、渦輪の全周に亘って放出成分を分散できる。また、空気の動圧を利用することで、環状の成分供給口（60）の全周から放出成分を吸い込むことができる。
　第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記空気通路（C）は、下流側に向かって通路面積を小さくする絞り通路（C2）を含んでおり、前記成分供給口（60）は、前記絞り通路（C2）の下流側に形成されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第３の態様では、成分供給口（60）付近を流れる空気の流速を増大し、成分供給口（60）付近の圧力が低下する。このため、成分供給口（60）から放出成分を空気中により吸い込まれやすくなる。
　第４の態様は、第１乃至３の態様のいずれか１つにおいて、前記成分供給口（60）は、前記放出口（25）の近傍に形成されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第４の態様では、成分供給口（60）から空気中に供給された放出成分が、空気通路（C）の上流側に逆流することを抑制できる。
　第５の態様は、第１乃至４の態様のいずれか１つにおいて、複数の前記成分供給口（60）が周方向に等間隔置きに配置されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第５の態様では、複数の成分供給口（60）から空気中へ付与される放出成分を均一化できる。
　第６の態様は、第１乃至第５の態様のいずれか１つにおいて、前記成分供給口（60）は、前記空気通路（C）の内周面に形成され、前記成分供給口（60）の総開口面積が、該空気通路（C）の内周面のうち成分供給口（60）と周方向に隣り合う閉塞面（B）の総面積よりも大きいことを特徴とする渦輪発生装置である。
　第６の態様では、成分供給口（60）の開口面積を周方向において十分に確保できるので、放出成分を周方向に分散できる。
　第７の態様は、第１乃至６の態様のいずれか１つにおいて、前記ケーシング（20）の内部には、前記空気通路（C）の少なくとも一部を形成する筒状の通路形成部材（40）が設けられ、前記成分供給口（60）は、前記通路形成部材（40）の下流側端部（41）と、前記放出口（25）の内周縁部（26）との間に形成されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第７の態様では、放出口（25）の内周縁部（26）と、通路形成部材（40）の下流側端部（41）との間に成分供給口（60）が形成される。これにより、放出口（25）の近傍に環状の成分供給口（60）を容易に形成できる。
　第８の態様は、第７の態様において、前記ケーシング（20）と前記通路形成部材（40）との間には、前記成分供給口（60）に供給する放出成分が貯留される成分室（27）が区画されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第８の態様では、通路形成部材（40）とケーシング（20）との間に環状の成分供給口（60）と、該成分供給口（60）に連通する成分室（27）とを容易に形成できる。
　第９の態様は、第１乃至５の態様のいずれか１つにおいて、前記成分供給口（60）は、前記ケーシング（20）の外部において前記放出口（25）の周囲に形成されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第９の態様では、ケーシング（20）の外部に位置する成分供給口（60）から渦輪中に放出成分が供給される。
　第１０の態様は、第１乃至第９のいずれか１つの態様において、前記押出機構（30）は、振動板（31）と、該振動板（31）を振動させる駆動部（35）とを有するとともに、前記振動板（31）の変形量がゼロとなる基準位置と、該振動板（31）を該基準位置よりも前記空気通路（C）の下流側に変形させる押出位置との間で、該振動板（31）を振動させるように構成されることを特徴とする渦輪発生装置である。
　第１０の態様では、振動板（31）が、基準位置と、それよりも下流側（前側）の押出位置との間で変位するが、基準位置よりも上流側（後側）には変位しない。このため、成分供給口（60）から供給される空気が、空気通路（C）の上流側へ逆流することを抑制できる。
図１は、実施形態１に係る渦輪発生装置の内部構造を示す概略の断面図である。 図２は、放出口の近傍の内部構造を説明するための展開図である。 図３は、振動板の動作時の位置の変化を模式的に示す構成図である。 図４は、実施形態１に係る振動板の変形量の変化を示すグラフである。 図５は、比較例に係る振動板の変形量の変化を示すグラフである。 図６は、実施形態１の変形例に係る、放出口の近傍の内部構造を説明するための展開図である。 図７は、実施形態２に係る渦輪発生装置の概略の構成図である。 図８は、実施形態２に係る渦輪発生装置の概略の構成図である。 図９は、実施形態３に係る渦輪発生装置の概略の構成図である。 図１０は、実施形態３に係る渦輪発生装置の概略の構成図である。 図１１は、実施形態４に係る渦輪発生装置の概略の構成図である。 図１２は、実施形態４に係る渦輪発生装置の概略の構成図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
　《実施形態１》
　実施形態１に係る渦輪発生装置（10）は、渦輪状の空気（渦輪（R））を放出する。渦輪発生装置（10）は、所定の放出成分を渦輪（R）に含ませ、放出成分を含んだ渦輪（R）を対象者などに向かって供給する。放出成分は、香り成分、水蒸気、所定の効能を有する物質などを含む。放出成分は、気体であることが好ましいが、液体であってもよく、その場合には微粒子状の液体であるのが好ましい。
　図１に示すように、渦輪発生装置（10）は、放出口（25）が形成されるケーシング（20）と、押出機構（30）と、通路形成部材（40）と、成分供給装置（50）とを備えている。ケーシング（20）の内部には、空気が流れる空気通路（C）が形成される。渦輪発生装置（10）では、押出機構（30）によって押し出された空気通路（C）の空気が、放出口（25）から渦輪（R）となって放出される。放出口（25）から放出される渦輪（R）中には、成分供給装置（50）から供給された放出成分が含まれる。
　〈ケーシング〉
　ケーシング（20）は、前側が開放されるケース本体（21）と、該ケース本体（21）の前側の開放面を塞ぐ略板状の前板（22）とを備えている。前板（22）の中央部には、円形の放出口（25）が前後に貫通して形成される。前板（22）の後面には、略筒状の周壁（23）が連続して形成される。周壁（23）は、放出口（25）の内周縁部（26）から後方に向かって延出している。周壁（23）は、前側に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成される。周壁（23）の外周端部は、ケース本体（21）の内壁に固定される。周壁（23）の前側の先端部は放出口（25）の内周縁部（26）に連続している。周壁（23）の軸心は、放出口（25）の軸心と概ね一致している。
　〈通路形成部材〉
　通路形成部材（40）は、周壁（23）の後側に配置される。通路形成部材（40）は、周壁（23）の内周面に沿うような略筒状に形成される。通路形成部材（40）は、前側（即ち、空気通路（C）の下流側）に向かうにつれて縮径するテーパ状に形成される。通路形成部材（40）の軸心は、放出口（25）の軸心と概ね一致している。通路形成部材（40）の軸心は、周壁（23）の軸心と概ね一致している。
　ケース本体（21）の内壁と、周壁（23）と、通路形成部材（40）との間には、放出成分が一時的に貯留される成分室（27）が区画される。成分室（27）は、通路形成部材（40）の周囲に形成される略筒状の空間といえる。
　〈押出機構〉
　押出機構（30）は、ケーシング（20）内の後方寄りに配置される。押出機構（30）は、可動部材である振動板（31）と、該振動板（31）を前後に変位させるリニアアクチュエータ（35）とを有する。振動板（31）は、振動板本体（32）と、該振動板本体（32）の外周縁部に形成される枠状の弾性支持部（33）とを含んでいる。振動板（31）は、弾性支持部（33）を介してケーシング（20）の内壁に固定される。リニアアクチュエータ（35）は、振動板（31）を前後に振動させる駆動部を構成している。リニアアクチュエータ（35）の基端（後端）は、ケース本体（21）の後壁に支持される。リニアアクチュエータ（35）の先端（前端）は、振動板（31）の中央部に連結している。
　リニアアクチュエータ（35）は、振動板（31）を基準位置と押出位置との間で振動させる。これにより、空気通路（C）の空気（図１において白抜きの矢印で表記する）が前側へと押し出される。
　〈空気通路〉
　ケーシング（20）では、振動板（31）から放出口（25）に亘って空気通路（C）が形成される。空気通路（C）は、第１通路（C1）と、該第１通路（C1）の下流端に連続する第２通路（C2）とを含んでいる。第１通路（C1）は、ケース本体（21）の内壁に囲まれている。第１通路（C1）の通路面積は一定である。第２通路（C2）は、通路形成部材（40）の内部に形成される。つまり、第２通路（C2）は、周壁（23）に囲まれている。第２通路（C2）は、下流側に向かって通路面積を小さくする絞り通路を構成している。これにより、第２通路（C2）では、空気の流速が下流側に向かうにつれて徐々に増大していく。
　〈成分供給装置〉
　成分供給装置（50）は、渦輪（R）に付与する放出成分をケーシング（20）の内部に供給する。具体的には、成分供給装置（50）は、所定の放出成分を、供給路（51）を介してケーシング（20）内に区画された成分室（27）へ供給する。成分供給装置（50）は、放出成分を発生させる成分発生部と、該発生部で発生させた放出成分を搬送する搬送装置とを含む（図示省略）。成分発生部は、例えば成分原料から放出成分を気化させる気化式である。搬送装置は、例えば空気ポンプで構成される。成分供給装置（50）は、所定濃度に調節した放出成分を成分室（27）に適宜供給する。
　〈成分供給口〉
　渦輪発生装置（10）は、放出成分を空気通路（C）に供給するための成分供給口（60）を有する。本実施形態では、ケーシング（20）の内部に１つの成分供給口（60）が形成される。成分供給口（60）は、放出口（25）の近傍に配置される。
　より詳細には、成分供給口（60）は、通路形成部材（40）の筒軸方向の下流側端部（41）と、放出口（25）の内周縁部（26）との間に形成される。これにより、空気通路（C）の下流端の周囲に環状（厳密には円環状）の１つの成分供給口（60）が形成される。つまり、円環状の１つの成分供給口（60）は、空気通路（C）のうち最も放出口（25）に近い位置に形成される。
　図２は、成分供給口（60）の近傍における空気通路の内周面の展開図である。上述したように、本実施形態の成分供給口（60）は、円環状であり、空気通路（C）の周方向に沿って延びている。１つの成分供給口（60）の周方向長さをＬ１とし、１つの成分供給口（60）の幅をＷ１とすると、Ｌ１はＷ１よりも大きい。加えて、本実施形態の１つの成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１は、１つの放出口（25）の周方向の全長Ｌ２と等しい。加えて、１つの成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１は、１つの放出口（25）の周方向の全長Ｌ２×１／２以上となる。このようにして、１つの成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１を、１つの放出口（25）の周方向の全長Ｌ２に対して十分に確保すると、成分室（27）の放出成分を、空気通路（C）の周方向に分散しながら、該放出成分を空気中に供給できる。なお、１つの成分供給口（60）の周方向長さＬ１は、１つの放出口（25）の周方向長さＬ２以下であるのが好ましい。
　－運転動作－
　渦輪発生装置（10）の基本的な運転動作について図１を参照しながら説明する。
　渦輪発生装置が運転状態になると、リニアアクチュエータ（35）が振動板（31）を振動させる。振動板（31）が前側に変形すると、空気通路（C）の容積が小さくなる。この結果、空気通路（C）の空気が放出口（25）に向かって流れる。
　第１通路（C1）の空気は、第２通路（C2）に流入する。第２通路（C2）では、通路面積が徐々に小さくなるため、空気の流速が増大する。空気の流速が増大すると、この空気の圧力は低くなる。特に第２通路（C2）の流出端は、通路面積が最も小さい。このため、第２通路（C2）の流出端の空気は、実質的には、空気通路（C）のうちで最も流速が大きくなる。従って、第２通路（C2）の流出端の空気は、実質的には、最も圧力が低くなる。
　第２通路（C2）の流出端には、成分供給口（60）が形成される。このため、圧力が低い空気が成分供給口（60）を通過すると、この空気の圧力と成分室（27）の圧力との差により、成分室（27）の放出成分が空気通路（C）に吸引される。つまり、成分室（27）の放出成分は、成分供給口（60）を通過する動圧により空気通路（C）に吸引される。
　成分供給口（60）を通過する空気の流速が一定であれば、成分供給口（60）から一定の放出成分を吸引できる。従って、空気中ないし渦輪（R）中の放出成分の濃度を一定に制御できる。
　成分供給口（60）は、空気通路（C）の周囲を囲む環状に形成されるため、成分室（27）の放出成分は、空気通路（C）の全周に亘って分散する。また、この放出成分は、空気通路（C）を流れる空気のうち特に外周寄りの空気に付与され易い。従って、空気通路（C）では、外周寄りの空気に均一に放出成分を付与できる。
　このようにして放出成分を含んだ空気は、直ぐに放出口（25）に到達する。放出口（25）を通過する空気は、比較的大きな流速であるのに対し、その周囲の空気は静止している。このため、両者の空気の不連続面では、空気に剪断力が作用し、放出口（25）の外周縁部付近で渦流が発生する。この渦流により、放出口（25）から前進する渦輪状の空気（図１に模式的に示す渦輪（R））が形成される。この渦輪（R）は、放出成分を含んだ状態で対象者に供給される。
　上述のように、成分供給口（60）からは、空気流れの周囲の全周に亘るように放出成分が供給される。このため、渦輪（R）中においても放出成分が周方向に分散される。従って、渦輪（R）中に放出成分が偏在することを抑制できる。成分供給口（60）からは、特に外周側の空気に放出成分が供給される。このため、成分室（27）の放出成分の多くを渦輪（R）中に含ませることができる。
　成分供給口（60）は放出口（25）の近傍に位置する。成分供給口（60）と放出口（25）とが比較的遠くにあると、空気中に供給された放出成分が放出口（25）に至るまでの間に拡散してしまい、渦輪（R）中に含まれる放出成分の量が減少してしまう可能性がある。これに対し、成分供給口（60）と放出口（25）とを近接させることで、このような放出成分の拡散を抑制できる。
　成分供給口（60）を放出口（25）の近傍に位置させると、実質的には、成分供給口（60）が空気通路（C）の最も下流端に位置することになる。これにより、成分供給口（60）から押出機構（30）（厳密には、振動板（31））までの距離を十分に確保できる。このため、振動板（31）の振動に起因して空気通路（C）の空気が僅かに逆流したとしても、成分供給口（60）から供給された放出成分が、押出機構（30）に付着してしまうことを抑制できる。従って、例えば放出成分の付着に起因して押出機構（30）や、その周辺部品のメンテナンスの頻度が増えることを回避できる。
　成分供給口（60）を環状にすると、例えば成分供給口（60）を周方向に偏在させた場合と比べて、放出口（25）を通過する空気の流速が、周方向に均一化される。このため、放出口（25）では安定して渦輪（R）を形成できる。
　－押出機構の振動板の動き－
　図３及び図４に示すように、渦輪発生装置（10）の運転時には、振動板（31）が、基準位置と押出位置との間で振動する。押出機構（30）の停止時には、振動板（31）が基準位置（図３のＰ１で示す位置）となる。基準位置は、振動板（31）の変形量がゼロとなり、該振動板（31）が平板状の状態（本例では垂直な状態）となる。一方、振動板（31）が押出位置（図３のＰ２で示す位置）になると、振動板（31）が前側（空気通路（C）の下流側）に変形する。つまり、振動板（31）は前側に膨出した状態となる。このように、振動板（31）は、基準位置と押出位置との間で振動し、基準位置よりも後側には変形しない。
　一方、例えば図５に示す比較例のように、振動板（31）が、基準位置よりも後側の位置（引込位置という）と、押出位置との間で振動すると、振動板（31）が後方に移動する変形量が多くなり、このことに起因して、空気通路（C）の空気の逆流が助長されてしまう。これに対し、本実施形態では、振動板（31）が基準位置よりも後側に変形しないため、空気の逆流を抑制できる。従って、上述したように、例えば放出成分が振動板（31）などに付着してしまうことを抑制できる。
　加えて、本実施形態の押出機構（30）では、押出位置から基準位置に至るまでの速度Ｖ２が、基準位置から押出位置に至るまでの速度Ｖ１よりも小さい。つまり、押出機構（30）では、押出位置の振動板（31）がゆっくりと基準位置に戻る。このため、空気通路（C）における空気の逆流をより確実に抑制できる。なお、ここでいう速度Ｖ１、Ｖ２は、平均速度及び最大速度を含む。
　－実施形態１の効果－
　実施形態１によれば、成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１が、放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上である。ここで、渦輪（R）の周長は、放出口（25）の周方向長さが支配的となる。よって、Ｌ１≧Ｌ２×（１／２）とすると、渦輪（R）の周長に対する成分供給口（60）の周方向長さを十分に確保でき、渦輪（R）中に含まれる放出成分の偏在を抑制できる。また、成分供給口（60）を空気通路（C）に開口させることで、空気通路（C）を流れる空気の動圧を利用して、成分室（27）の放出成分を空気通路（C）に吸い込むことができる。
　実施形態１では、成分供給口（60）を環状に形成している。これにより、空気通路（C）の空気の全周に亘って放出成分を供給でき、渦輪（R）中の放出成分を全周に亘って均一化できる。また、空気通路（C）を流れる空気の外周側の空気に放出成分を供給できるため、放出成分が渦輪（R）中に含まれずに消費されてしまうことを抑制できる。また、例えば成分供給口（60）を空気通路（C）の周方向の一部のみに形成すると、偏在する成分供給口（60）の存在に起因して放出口（25）を流れる空気の流速が周方向において不均一となる可能性がある。これに対し、本構成では、放出口（25）を流れる空気の流速を周方向に均一化できるため、安定した形状の渦輪（R）を形成できる。
　実施形態１では、下流側に向かって通路面積が小さくなる第２通路（C2）（絞り通路（C2））が形成され、この絞り通路（C2）の下流端に成分供給口（60）を配置している。これにより、成分供給口（60）を通過する空気の流速を増大でき、成分室（27）の放出成分を確実に空気中に吸引できる。また、このように成分供給口（60）を通過する空気の流速を増大できると、放出成分を含んだ空気の逆流も確実に抑制できる。
　実施形態１では、成分供給口（60）が放出口（25）の近傍に形成される。このため、放出口（25）に空気が流出するまでの間に、放出成分が拡散してしまうことを抑制できる。この結果、渦輪（R）中に確実に放出成分を付与できる。また、成分供給口（60）から供給された放出成分が、押出機構（30）や、該押出機構（30）の周辺の部品に付着してしまうことを抑制できる。
　実施形態１では、筒状の通路形成部材（40）の下流側端部（41）と、放出口（25）の内周縁部（26）との間に成分供給口（60）を形成している。これにより、成分供給口（60）を形成するための加工を要さずとも、放出口（25）に最も近い位置に環状の成分供給口（60）を容易に形成できる。
　実施形態１では、ケーシング（20）と通路形成部材（40）との間に成分室（27）を区画している。このため、通路形成部材（40）を利用しながら成分供給口（60）の付近に成分室（27）を形成できる。
　実施形態１では、押出機構（30）が、振動板（31）の変形量がゼロとなる基準位置と、該振動板（31）を該基準位置よりも前記空気通路（C）の下流側に変形させる押出位置との間で、該振動板（31）を振動させるように構成される。これにより、図５に示す比較例よりも空気通路（C）における空気の逆流の量を低減できる。従って、このような逆流に起因して放出成分が押出機構（30）や、その周辺部品に付着してしまうことを抑制できる。
　〈実施形態１の変形例１〉
　実施形態１の変形例１では、実施形態１と同様の構成において、ケーシング（20）の内部に複数の成分供給口（60）が形成されている。複数（本例では４つ）の成分供給口（60）は、実施形態１と同様、放出口（25）の近傍に形成される。具体的には、例えば複数の成分供給口（60）は、通路形成部材（40）の下流側端部（41）に形成した複数の切り欠き孔によって形成される。複数の成分供給口（60）は、周方向において等間隔置きに配列される。これにより、空気中に放出成分を均一に供給できる。
　複数の成分供給口（60）の間には閉塞面（B）がそれぞれ形成される。つまり、各閉塞面（B）は、空気通路（C）の内周面のうち、複数の成分供給口（60）と周方向に隣り合う位置に形成される。成分供給口（60）及び閉塞面（B）の数量は、単なる例示であり、２つ以上であれば如何なる数量であってもよい。
　図６の展開図に示すように、各成分供給口（60）は、各々の周方向長さＬ１’が各々の幅Ｗ１よりも大きくなるように、空気通路（C）の周方向に延びている。これにより、実施形態１と同様、放出成分を空気通路（C）の周方向に分散して供給できる。
　本例では、複数の成分供給口（60）の周方向の長さＬ１’の合計（即ち、全長Ｌ１）が、１つの放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上となる。このため、実施形態１と同様、渦輪（R）の周長に対して、成分供給口（60）の全体としての周方向長さＬ１を十分に確保でき、渦輪（R）における放出成分の偏在を抑制できる。
　また、複数の成分供給口（60）の開口面積（図６の領域Ｓ１’）の合計（総開口面積）をＳ１とし、複数の閉塞面（B）の開口面積（図６の領域Ｓ２’）の合計（総面積）をＳ２とする。この場合、本例の複数の成分供給口（60）は、Ｓ１＞Ｓ２の関係を満たすように構成される。これにより、周方向における成分供給口（60）の開口面積を十分に確保でき、渦輪（R）における放出成分の偏在を抑制できる。
　《実施形態２》
　図７及び図８に示す実施形態２の渦輪発生装置（10）は、上述した各形態と成分供給口（60）に関する構造が異なる。実施形態２は、空気通路（C）において、放出口（25）の流入端を囲むように複数（本例では４つ）のノズル（62）が配置される。各ノズル（62）は、放出口（25）の軸心を中心として、周方向に等間隔置きに配列される。各ノズル（62）は、チューブ状の供給路（51）を介して成分供給装置（50）と接続されている。
　各ノズル（62）の先端には、それぞれ成分供給口（60）が形成されている。成分供給口（60）は、放出口（25）の軸心を向くように、該放出口（25）の流入端近傍に位置している。各ノズル（62）の成分供給口（60）は、放出口（25）の周方向に延びている。つまり、各成分供給口（60）の周方向長さＬ１’は、その幅Ｗ１よりも大きい。また、本形態では、各成分供給口（60）の周方向長さＬ１’の合計である全長Ｌ１が、放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上となる。
　渦輪発生装置（10）が運転されると、成分供給装置（50）の放出成分が、供給路（51）を経由して各ノズル（62）に供給される。各ノズル（62）の成分供給口（60）からは、放出口（25）に流入する空気に向かって放出成分が供給される。放出成分を含んだ空気は、渦輪（R）となって放出口（25）から放出される。
　本例においても、各成分供給口（60）が周方向に延びているため、放出口（25）に流入する空気に対して、放出成分を周方向に分散して供給できる。この結果、渦輪（R）中の放出成分が周方向において偏在することを抑制できる。また、各成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１が、放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上であるため、渦輪（R）の周長に対して成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１を十分に確保できる。
　《実施形態３》
　図９及び図１０に示す実施形態３の渦輪発生装置（10）は、上述した各形態と成分供給口（60）に関する構造が異なる。実施形態３は、ケーシング（20）の外部に放出成分を供給するダクト（65）が形成される。ダクト（65）は、ケーシング（20）の前板（22）に沿うように配置される。ダクト（65）の中空の枠状に形成され、その内部には筒状の空間が形成される。この空間が成分室（27）を構成している。成分室（27）には、成分供給装置（50）から放出成分が適宜供給される。
　ダクト（65）の前面中央には、放出口（25）を囲む円環状の成分供給口（60）が形成される。成分供給口（60）は、ダクト（65）の内部の成分室（27）と連通する。成分供給口（60）からは、放出口（25）から放出された渦輪（R）に対して、放出成分が放出される。成分供給口（60）は、その周方向の全長Ｌ１が、空気流れ方向の幅Ｗ１よりも大きくなるように、放出口（25）の周方向に延びている。成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１は、放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上であり、更にはＬ２と等しい。従って、放出口（25）から放出される渦輪（R）に対して、放出成分を周方向に分散して供給できる。
　《実施形態４》
　図１１及び図１２に示す実施形態４の渦輪発生装置（10）は、上述した各形態と成分供給口（60）に関する構造が異なる。実施形態４には、ケーシング（20）の前側に、放出口（25）を囲む筒状ノズル（66）が形成される。筒状ノズル（66）は、ケーシング（20）の前板（22）から後方に凹むように形成され、その内部に筒状の成分室（27）が形成される。筒状ノズル（66）の前側（先端）には、円環状の開口が形成され、この開口が成分供給口（60）を構成している。成分供給口（60）の軸方向長さＬ１は、その径方向の幅Ｗ１よりも大きくなっている。
　本形態では、成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１は、放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上であり、更にはＬ２よりも大きい。従って、放出口（25）から放出される渦輪（R）に対して、放出成分を周方向に分散して供給できる。
　本形態では、成分供給口（60）が環状であるため、渦輪（R）の全周に亘って放出成分を供給できる。また、本形態では、渦輪（R）の渦流の動圧を利用することで、成分室（27）の放出成分を成分供給口（60）から吸引することもできる。
　以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態、変形例、その他の実施形態は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。
　本開示は、渦輪発生装置について有用である。
　　　　１０　　　渦輪発生装置
　　　　２０　　　ケーシング
　　　　２５　　　放出口
　　　　２６　　　内周縁部
　　　　２７　　　成分室
　　　　３０　　　押出機構
　　　　３１　　　振動板
　　　　３５　　　駆動部
　　　　４０　　　通路形成部材
　　　　４１　　　下流側端部
　　　　６０　　　成分供給口

Claims (10)

  1. 　放出口（25）が形成されるケーシング（20）と、
    　前記ケーシング（20）の内部の空気通路（C）の空気を前記放出口（25）から渦輪状に放出するよう該空気を押し出す押出機構（30）とを備えた渦輪発生装置であって、
    　前記空気通路（C）又は前記放出口（25）の周囲に形成され、放出成分を空気中に供給する成分供給口（60）を備え、
    　前記成分供給口（60）の周方向の全長Ｌ１が、前記放出口（25）の周方向の全長Ｌ２の１／２以上であることを特徴とする渦輪発生装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記成分供給口（60）は、環状に形成されることを特徴とする渦輪発生装置。
  3. 　請求項１又は２において、
    　前記空気通路（C）は、下流側に向かって通路面積を小さくする絞り通路（C2）を含んでおり、
    　前記成分供給口（60）は、前記絞り通路（C2）の下流側に形成されることを特徴とする渦輪発生装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
    　前記成分供給口（60）は、前記放出口（25）の近傍に形成されることを特徴とする渦輪発生装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか１つにおいて、
    　複数の前記成分供給口（60）が周方向に等間隔置きに配置されることを特徴とする渦輪発生装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
    　前記成分供給口（60）は、前記空気通路（C）の内周面に形成され、
    　前記成分供給口（60）の総開口面積が、該空気通路（C）の内周面のうち成分供給口（60）と周方向に隣り合う閉塞面（B）の総面積よりも大きいことを特徴とする渦輪発生装置。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか１つにおいて、
    　前記ケーシング（20）の内部には、前記空気通路（C）の少なくとも一部を形成する筒状の通路形成部材（40）が設けられ、
    　前記成分供給口（60）は、前記通路形成部材（40）の下流側端部（41）と、前記放出口（25）の内周縁部（26）との間に形成されることを特徴とする渦輪発生装置。
  8. 　請求項７において、
    　前記ケーシング（20）と前記通路形成部材（40）との間には、前記成分供給口（60）に供給する放出成分が貯留される成分室（27）が区画されることを特徴とする渦輪発生装置。
  9. 　請求項１乃至５のいずれか１つにおいて、
    　前記成分供給口（60）は、前記ケーシング（20）の外部において前記放出口（25）の周囲に形成されることを特徴とする渦輪発生装置。
  10. 　請求項１乃至９のいずれか１つにおいて、
    　前記押出機構（30）は、
    　　振動板（31）と、該振動板（31）を振動させる駆動部（35）とを有するとともに、
    　　前記振動板（31）の変形量がゼロとなる基準位置と、該振動板（31）を該基準位置よりも前記空気通路（C）の下流側に変形させる押出位置との間で、該振動板（31）を振動させるように構成されることを特徴とする渦輪発生装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114109873A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 武汉理工大学 一种基于风阻回弹机构的涡环产生装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6845835B2 (ja) * 2018-09-28 2021-03-24 ダイキン工業株式会社 渦輪発生装置
CN115698602A (zh) * 2020-06-10 2023-02-03 大金工业株式会社 涡环产生装置
CN118328486B (zh) * 2024-06-12 2024-08-06 武汉理工大学 一种轮转式送风设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008257216A (ja) * 2007-03-12 2008-10-23 Akira Tomono 公衆用情報提示装置
WO2014017208A1 (ja) * 2012-07-24 2014-01-30 学校法人福岡大学 流体搬送装置および流体搬送方法
JP2016086988A (ja) 2014-10-31 2016-05-23 日本電産サンキョー株式会社 成分放出装置およびアミューズメント機器
JP2017198433A (ja) * 2016-04-29 2017-11-02 株式会社九電工 空気渦輪発生装置

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2855714A (en) * 1955-10-17 1958-10-14 William J Thomas Smoke ring producing toy gun
US3396738A (en) * 1964-11-27 1968-08-13 American Standard Inc Fluid guiding method and apparatus
US3589603A (en) * 1968-12-04 1971-06-29 Harry Eugene Stubbs Vertex transport
CA1005363A (en) * 1972-06-12 1977-02-15 Robin E. Schaller Vortex forming apparatus and method
US4157703A (en) * 1978-04-24 1979-06-12 Wham-O Mfg. Co. Toy gun
US4534914A (en) * 1981-12-23 1985-08-13 Nihon Sanso Kabushiki Kaisha Method and apparatus for producing vortex rings of a gas in a liquid
US5181475A (en) * 1992-02-03 1993-01-26 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Apparatus and process for control of nitric oxide emissions from combustion devices using vortex rings and the like
US5483953A (en) * 1995-04-08 1996-01-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Aerosol dispensing apparatus for dispensing a medicated vapor into the lungs of a patient
US5474059A (en) * 1995-04-08 1995-12-12 Cooper; Guy F. Aerosol dispensing apparatus for dispensing a medicated vapor into the lungs of a patient
EP1470338A4 (en) * 2002-01-03 2012-01-11 Pax Scient Inc TOURBILLONARY RING GENERATOR
US20030160105A1 (en) * 2002-02-22 2003-08-28 Kelly Arnold J. Methods and apparatus for dispersing a conductive fluent material
US6824125B2 (en) * 2002-09-10 2004-11-30 Andrew S. W. Thomas Simple method for the controlled production of vortex ring bubbles of a gas in a liquid
WO2004071541A1 (en) * 2003-02-06 2004-08-26 S. C. Johnson & Son Inc. Vortex generator for dispensing actives
US7204431B2 (en) * 2003-10-31 2007-04-17 Agilent Technologies, Inc. Electrospray ion source for mass spectroscopy
US7300040B2 (en) * 2004-12-23 2007-11-27 Andrew Sydney Withiel Thomas Simple, mechanism-free device, and method to produce vortex ring bubbles in liquids
JP5317706B2 (ja) * 2007-02-02 2013-10-16 明 伴野 表示装置
JP2008275196A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Fuji Heavy Ind Ltd 空気砲
US20160045696A1 (en) * 2007-11-27 2016-02-18 Mapatunage A. Siriwardena Toroidal ring ventilator
US8607774B2 (en) * 2009-08-13 2013-12-17 Jeffery M. Davis Vortex ring producing gun
DE102011076456A1 (de) * 2011-05-25 2012-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zum Mischen eines ersten und eines zweiten Medienstroms eines Strömungsmediums
US10060424B2 (en) 2011-06-20 2018-08-28 Mitsubishi Electric Corporation Fluid sending apparatus
US9092953B1 (en) * 2012-01-24 2015-07-28 Bruce J. P. Mortimer System and method for providing a remote haptic stimulus
US20130214054A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-22 Battelle Memorial Institute Generator apparatus for producing vortex rings entrained with charged particles
US20150328960A1 (en) * 2014-05-15 2015-11-19 GM Global Technology Operations LLC Hvac vent utilizing vortex ring air flow
WO2015181100A1 (en) * 2014-05-27 2015-12-03 Oce-Technologies B.V. Air vortex assisted sheet flipping device
US9682388B2 (en) * 2014-12-05 2017-06-20 Elwha Llc Using vortex rings to deliver gases at a distance
JP2017053592A (ja) * 2015-09-11 2017-03-16 株式会社九電工 空気調和用渦輪発生装置
JP6876974B2 (ja) * 2017-01-20 2021-05-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 渦輪発生装置
JP6876973B2 (ja) * 2017-01-20 2021-05-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 渦輪発生装置
CN107081241B (zh) * 2017-03-16 2019-04-30 北京航空航天大学 非圆形合成射流的产生设备
JP2018204889A (ja) * 2017-06-07 2018-12-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 渦輪発生装置
WO2019147797A2 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 Quest Engines, LLC Audio source waveguide

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008257216A (ja) * 2007-03-12 2008-10-23 Akira Tomono 公衆用情報提示装置
WO2014017208A1 (ja) * 2012-07-24 2014-01-30 学校法人福岡大学 流体搬送装置および流体搬送方法
JP2016086988A (ja) 2014-10-31 2016-05-23 日本電産サンキョー株式会社 成分放出装置およびアミューズメント機器
JP2017198433A (ja) * 2016-04-29 2017-11-02 株式会社九電工 空気渦輪発生装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3832221A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114109873A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 武汉理工大学 一种基于风阻回弹机构的涡环产生装置

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