JP4585304B2

JP4585304B2 - 降温用噴霧システム

Info

Publication number: JP4585304B2
Application number: JP2004369047A
Authority: JP
Inventors: 勝正稲村
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006177577A

Description

この発明は、博覧会のパビリオンなど集客施設に設けられ、ミストの蒸散による潜熱による冷却作用を用いる降温用噴霧システムに関する。

従来の降温用噴霧システムは、集客施設などの入口またはその付近に設置された噴霧ノズル、その噴霧ノズルに加圧水を供給するポンプ、ポンプから噴霧ノズルに加圧水が導水される配水管から構成されている。そして、冷却が必要になったとき、その噴霧ノズルからミストを噴霧させ、ミストの蒸散にともなう潜熱によって集客施設を冷却している（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１０９３４１号公報

しかし、多くの噴霧ノズルからミストを噴霧するとき、径の大きな配水管から径の小さな配水管を経由して噴霧ノズルに水が供給されるので、噴霧ノズルに加わる水圧が徐々に上昇する。また、ポンプからの送水を停止しても、噴霧ノズルに加わる水圧は徐々にしか降下しない。そのため、加わった水圧が低い状態で噴霧が継続し、ミストにならずに大きな水滴として噴流されてしまう。その結果、噴霧の開始および終了のときに大きな水滴が下を通行している人を濡らしてしまうという問題がある。
また、常に噴霧されるミストの直径を小さくしようとして、高圧空気を用いて２流体噴流とした場合、ミストの大きさを１０μｍ以下にすることができるが、高圧空気を供給するために非常に大量のエネルギーを消費しなければならず、冷却エネルギー効率が悪いという問題がある。

この発明の目的は、冷却エネルギー効率が良く、大きな水滴として噴流されることのない降温用噴霧システムを提供することである。

この発明に係わる降温用噴霧システムは、
水をミストとして噴霧して対象の空間の温度を低下する降温用噴霧システムにおいて、水を加圧して送り出すポンプと、上記ポンプに常時は閉止している元弁を介して接続される主配水管と、上記主配水管に常時は閉止している選択弁を介して接続され、上記主配水管と水をミストとして噴霧する噴霧ヘッドとを連通する子配水管と、上記主配水管に常時は閉止している排水弁を介して接続され、上記主配水管内の水を排水する排水配管と、上記ポンプ、上記元弁、上記選択弁および上記排水弁を制御するミスト制御盤と、を備え、上記ミスト制御盤は、噴霧を始めるとき、上記元弁と上記排水弁とを開放したのち上記ポンプを作動し、その後、上記排水弁を閉じ、しかるのち、上記選択弁を開放して水を上記噴霧ヘッドに配水する。

この発明の係わる降温用噴霧システムの効果は、主配水管内の水圧を所望の値に一旦安定したのち、子配水管に給水することにより、噴霧ノズルに給水される加圧水の水圧が短時間で噴霧水圧に達するので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係わる降温用噴霧システムの構成図である。図２は、実施の形態１に係わる噴霧ヘッドの平面図である。図３は、実施の形態１に係わる噴霧ヘッドの断面図である。図４は、実施の形態１に係わる噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。図５は、噴霧を開始する水圧が異なる噴霧ノズルからのミストの粒度分布図である。図６は、噴霧ノズルからミストが噴霧される様子を表す図である。図７は、加圧水供給装置の構成図である。図８は、ミスト制御盤の機能ブロック図である。図９は、ミストの噴霧のタイミングチャートである。
なお、図２は、噴霧ヘッドを図３のＢＢ断面から下方に見た一部断面図である。また、図３は、噴霧ヘッドを図２のＡＡ断面から水平方向に見た断面図である。

実施の形態１に係わる降温用噴霧システム１は、図１に示すように、地上から縦立された２本の柱２の先端にそれぞれ設けられた噴霧ヘッド３、噴霧ヘッド３に供給される加圧水が配水される子配水管４、子配水管４を介して加圧水を供給する加圧水供給装置５、周囲の温度と湿度を測定して加圧水供給装置５に送信する温湿度計６が備えられている。加圧水供給装置５に水道７から水が供給されている。なお、２本の柱２を例に挙げて説明するが、冷却する施設の大きさに従って適宜柱２の本数を定めればよい。
また、噴霧ヘッド３は、地上から縦立されている柱の先端に設けられたことを記載したが、天井から吊り下げられていてもよい。

噴霧ヘッド３は、図２に示すように、子配水管４を介して配水された加圧水を６個の噴霧ノズル１０に均等に圧力が掛かるよう分配する噴霧ヘッダ１１、噴霧ヘッダ１１から噴霧ノズル１０を所定の距離離すために設けられる６本の延長配管１２、加圧水をミストにして噴霧する６個の噴霧ノズル１０から構成されている。そして、噴霧ノズル１０の設置高度は、４ｍである。なお、噴霧ノズル１０の設置高度は、ミストの平均粒径および最大粒径に依存して定めることができる。
ここで、６個の噴霧ノズル１０を噴霧ヘッド３に設けることを記載したが、これに限定されず、噴霧ノズル１０は１個からＮ個であればよい。

噴霧ヘッダ１１は、図２、図３に示すように、中心軸が鉛直方向に配された６角柱状の空洞１５が内部に形成されている６角柱である。そして、６角柱の下側の端面の中心に子配水管４が連結される孔１６が設けられ、子配水管４と６角柱状の空洞１５とが連通されている。また、６角柱の各側面の中心に延長配管１２が連結される孔１７が設けられ、延長配管１２と６角柱状の空洞１５とが連通されている。加圧水は片方の端面の孔１６から注水され、６個の側面の孔１７から延長配管１２に給水されていく。噴霧ヘッダ１１は、ステンレスからできている。

延長配管１２は、図３に示すように、円筒管であり、噴霧ヘッダ１１の側面に垂直に一方の端部が取り付けられ、長手方向に下向きに彎曲し、他方の端部では、噴霧ヘッダ１１の下側の端面を含む水平面から円筒管の中心軸が２２．５度お辞儀するように傾いている。延長配管１２は、ステンレスからできている。
その延長配管１２の他方の端部には、直管１８が取り付けられ、そこに噴霧ノズル１０が嵌合されている。なお、１つの直管１８に分岐して圧力変換器（株式会社共和電業製、型式ＰＶＤ−１００ｋａ、測定レンジ０〜１０ＭＰａ）１４が取り付けられて、噴霧ノズル１０の加圧水受け空洞２０に掛かる水圧を計測し、それを噴霧水圧としている。通常は、この噴霧水圧と高圧ポンプ４０の出力水圧との関係を予め求めておいて、高圧ポンプ４０の出力水圧を管理することにより、噴霧水圧を管理する。なお、水圧の測定には、ブルドン管圧力計などを用いてもよい。また、直管１８は、ステンレスからできている。
このように直管１８に嵌合された噴霧ノズル１０の中心軸は、噴霧ヘッダ１１の下側の端面を含む水平面から２２．５度下方に傾いている。

噴霧ノズル１０は、図４に示すように、略円筒状のハウジング１９を有している。そして、円筒状のハウジング１９の中心軸に沿って、延長配管１２を介して供給された加圧水を受ける断面が円形の加圧水受け空洞２０、加圧水受け空洞２０の下流側に位置し、断面が加圧水受け空洞２０の径より小さい円形の空洞２１、感圧逆止弁２２を収納し、断面が空洞２１の径より大きい円形であり、下流側の端面の外縁部が中心方向に突き出されたリブ２３により仕切られた弁収納空洞２４、駒２５を収納し、リブ２３の下流側に位置し、断面が加圧水受け空洞２０の径と等しい円形の空洞２６およびその空洞２６に連なる漏斗状の空洞２７からなる噴流生成空洞２８、漏斗状の空洞２７の先端に連なるオリフィス２９が連なるようにして設けられている。

そして、弁収納空洞２４には、空洞２１の下流側の開口２１ａを閉鎖／開放する感圧逆止弁２２が挿入されている。
感圧逆止弁２２は、空洞２１の下流側の開口２１ａに当接したとき、加圧水の流れを遮断する遮断球３０、一端が遮断球３０に当接し、他端がリブ２３に固定され、遮断球３０に所定のバネ圧が掛けられるように撓んでいるバネ３１から構成されている。
そして、空洞２１の水圧が所定のバネ圧を越えたとき、遮断球３０と空洞２１の開口２１ａとが離反して、その隙間から弁収納空洞２４に水が流れ込む。

ここで、遮断球３０が開口２１ａに当接しているときのバネ圧が、０．２、０．４、１．０ＭＰａからなるバネ３１をそれぞれ備える３種類の噴霧ノズル１０を用意し、水の圧力を０ＭＰａから２ＭＰａまで４秒間で変化させ、噴霧されたミストの粒径をレーザ回折粒径測定器（Ｍａｌｖｅｒｎ社製、スプレーテックＲＴＳ５０００）を用いて測定した。測定点は、噴霧ノズル１０の中心軸上でオリフィス２９の先端から５０ｍｍ離れた箇所とした。その結果、図示しないが、バネ圧が０．２ＭＰａでは、棒状放水となり通行人を濡らしてしまう。
そして、バネ圧が大きくなるに従い、径の大きなミストが少なくなり、図５に示すように、バネ圧が０．６ＭＰａの噴霧ノズル１０から噴霧されるミストは、９０％累積体積占有粒径Ｄ（９０）が１６０μｍ以下になり、大きな径の液滴が落下して通行人を濡らすことがなくなる。
さらに、バネ圧が１．０ＭＰａの噴霧ノズル１０から噴霧されるミストは、９０％累積体積占有粒径Ｄ（９０）が６０μｍ以下となり、ミストが通行人に当たることもなくなる。
また、所定のバネ圧が噴霧水圧に近い１．８ＭＰａの噴霧ノズル１０では、遮断球３０が開口２１ａから充分に離反できないので、噴霧量に制約を受けてしまい、バネ圧が１．５ＭＰａの噴霧ノズル１０では、噴霧量の制約は見られない。このような理由から所定のバネ圧は、０．６ＭＰａ以上、１．５ＭＰａ以下が好ましい。

さらに、噴流生成空洞２８では、加圧水を旋回噴流として噴出し、漏斗状の空洞２７の内側面に衝突させるための駒２５が円柱状の空洞２６の内側面に接しながら噴霧ノズル１０の中心軸方向に摺動しながら移動する。駒２５には、側面に螺旋状の溝３２が掘られ、その溝３２と円柱状の空洞２６の内側面とにより加圧水を旋回して噴出する旋回流路が形成される。

次に、噴霧ノズル１０において加圧水が噴霧される手順について説明する。
加圧水受け空洞２０に加圧水が注水され、水圧が所定の値に達すると、遮断球３０を押して加圧水が弁収納空洞２４内に流れ込む。
そして、リブ２３の中央に形成された孔２３ａから加圧水が駒２５の一方の端面を押して駒２５が噴霧ノズル１０の中心軸に沿って漏斗状の空洞２７の方向に移動され、駒２５の側面の溝３２を通って加圧水が旋回されながら通過し、溝３２の端部から噴流される。
この噴流が漏斗状の空洞２７の内側面に衝突して、衝突噴流になりミストとしてオリフィス２９から噴霧される。

次に、噴霧されたミストについて説明する。この発明におけるミストは、小さな径の水滴を意味する。そして、ミストの平均粒径は、レーザ回折粒径測定器で体面積平均粒径（ザウター平均径と称す。）を５回測定した平均値である。
実施の形態１で使用した噴霧ノズル１０から噴霧水圧６ＭＰａのときザウター平均粒径が２０μｍであった。なお、噴霧水圧が２ＭＰａ未満であるとミストの平均粒径が大きくなるとともに噴霧量が少なくなり、冷却効果が小さくなってしまう。また、噴霧水圧が高いとミストの平均粒径が小さくなるとともに噴霧流量が多くなるが、噴霧水圧が１０ＭＰａを越えると配管などに大きな水撃が加わり、安全上好ましくない。これらの理由から噴霧水圧は、２ＭＰａ以上で１０ＭＰａ以下が好ましい。なお、ミストの平均粒径として、レーザ回折粒径測定器を用いて測定しているが、他にドプラー位相粒径測定器などを用いて測定してもよい。このとき、測定器の種類により、平均粒径が異なるので、同一条件で噴霧したミストを測定して対比することが必要である。

次に、ミストの噴霧の様子について説明し、噴霧領域を定義する。ミストは、図６に示すように、オリフィス２９の近傍では、噴霧ノズル１０の中心軸上に中心線を有し、オリフィス２９の出口を頂点とする円錐内に噴霧される。この円錐の領域を噴霧領域３４と称し、円錐の頂角を噴角３５と称す。また、この噴霧領域３４の側面を噴霧外縁３６と称す。
この噴霧領域３４は、オリフィス２９の形状を調整することにより噴角３５を調整することができる。噴角３５を小さくすると、ミストを遠くまで飛ばすことができるし、噴角３５を大きくすると、ミストが噴霧ノズル１０の近くに漂うことになる。通常、噴角３５を４５度くらいにすることが好ましいが、４５度に限るものではない。
このように噴角３５を調整することにより、噴霧領域３４がオリフィス２９を横切る水平面の下方に位置することができる。

風が吹いていないとき、ミストが蒸散することにより周囲の空気が冷却され、下降気流が発生するので、噴霧されたミストは、下降気流にともなって降下していく。そして、下降の途中でミストが蒸散しつくす。ミストが蒸散することにより潜熱が空気から奪われ、空気が冷やされる。
一方、地面に水平の風が吹いているとき、ミストは下降しながら風の方向に流されていく。しかし、噴霧ヘッダ１１の下側の端面を含む水平面より下方に噴霧外縁３６が位置するので、ミストが水平に流されても、噴霧ヘッダ１１に当たることがない。
また、噴霧領域３４が柱２や子配水管４からみてオリフィス２９の先端から離れており、そのオリフィス２９の先端が延長配管１２により柱２や子配水管４から離れているので、ミストが水平方向に流されても、延長配管１２の長さだけ移動する間に拡散や蒸散してしまうので、ミストが柱２や子配水管４に当たることがない。
また、延長配管１２が下向きに彎曲しているので、上向きの風が吹かないとミストが延長配管１２に当たることが防げる。

加圧水供給装置５は、図７に示すように、高圧ポンプ４０、高圧ポンプ４０の下流側に配設された元弁４１、主配水管４２内の水を排水する流路を開閉する排水弁４３、各噴霧ヘッド３への加圧水の供給を選択する選択弁４４、高圧ポンプ４０および各種弁を制御するミスト制御盤４５から構成されている。選択弁４４は、子配水管４がそれぞれ接続されている。ミスト制御盤４５に、温湿度計６で計測された乾球温度および湿球温度が入力される。

そして、元弁４１と選択弁４４とは、主配水管４２で連通され、主配水管４２の途中から分岐する排水配管４６により排水弁４３が主配水管４２に連通されている。主配水管４２、排水配管４６、子配水管４はそれぞれステンレスからできている。また、高圧ポンプ４０と元弁４１とは、ゴム製のブレードホース４７により連通され、容積式の高圧ポンプ４０により発生する脈動を平滑化している。
また、加圧水中に含まれる塵埃を取り除くために、高圧ポンプ４０の出口に図示しない２０μｍ角開口のフィルタが介在されている。
また、主配水管４２、子配水管４、噴霧ヘッド３にスケールが沈積しないように、金属イオンの少ない加圧水を供給するために、高圧ポンプ４０に図示しない軟水器から軟水化された水道水が供給されている。

ミスト制御盤４５は、図８に示すように、温湿度計６により計測された乾球温度および湿球温度に基づいて噴霧の可否を判断する噴霧判断手段５０、噴霧可の場合、噴霧量を算出して、高圧ポンプ４０からの給水量を制御する給水量制御手段５１、高圧ポンプ４０および各種弁を制御する噴霧シーケンス制御手段５２、湿り空気線図が記憶されている空気線図データベース５３を有している。このミスト制御盤４５は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インタフェース回路を有するコンピュータから構成されている。

次に、加圧水を高圧ポンプ４０から供給するシーケンスについて図９を参照して説明する。
ミスト制御盤４５の噴霧シーケンス制御手段５２は、まず元弁４１を開放する。同時に排水弁４３を開放する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２は、高圧ポンプ４０の作動を開始して、加圧水をブレードホース４７から主配水管４２に送水する。そうすると、主配水管４２内に残っている空気が排水弁４３から水と一緒に押し出されて、主配水管４２内が均一な水圧が掛かるようになる。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２は、排水弁４３を閉じる。それにより、主配水管４２内の水圧が所望の水圧、例えば、６ＭＰａに達する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２は、噴霧を行う噴霧ヘッド３に連なる選択弁４４を開放して、加圧水が子配水管４を経由して上昇圧力波として伝搬し、噴霧ヘッド３に水が供給される。このときの加圧水受け空洞２０に注水されて加わる水圧は４秒の間にほぼ０ＭＰａから６ＭＰａに達する。このように水圧が１ＭＰａ以上になると、噴霧ノズル１０の感圧逆止弁２２が開放されてミストの噴霧が開始される。

逆に、ミストの噴霧を終了するときには、噴霧シーケンス制御手段５２は、排水弁４３を開放することにより下降圧力波が子配水管４内を伝搬され、噴霧ノズル１０の加圧水受け空洞内の水圧が１ＭＰａ以下に低下するので、感圧逆止弁２２が閉まり、ミストの噴霧が停止される。
そして、排水弁４３が開放されてから約３秒経過後高圧ポンプ４０の作動を停止し、選択弁４４を閉じる。その後、元弁４１と排水弁４３とを閉じる。

このように、主配水管４２内の水圧を所望の値に一旦安定したのち、子配水管４に給水することにより、図１０に示すように、噴霧ノズル１０に給水される加圧水の水圧が数秒の間で０ＭＰａから６ＭＰａに変化することができる。そして、感圧逆止弁２２が急激に開放され、水圧の低い状態で噴霧される時間を短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。
また、図１１に示すように、排水弁４３を開放すると主配水管４２内の水圧が急激に低下し、感圧逆止弁２２が急激に閉められ、水圧の低い状態で噴霧される時間が短くすることができるので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。

なお、主配水管４２に複数の子配水管４が接続されているとき、全ての子配水管４を同時に連通して、全ての噴霧ヘッド３に水を配水してもよいが、好ましくは、図９に示すように、１つの選択弁４４をまず開放してそれに連なった噴霧ヘッド３から噴霧を開始し、次に、他の選択弁４４を開放することにより、同時に選択弁４４を開放するときより、噴霧ノズル１０に加わる水圧が急激に噴霧水圧に達し、水圧の低い時間が短く、径の大きな水滴が落下することを防ぐことができる。

次に、ミストの噴霧量の設定方法について図１２、図１３を参照しながら説明する。
なお、前提として噴霧されたミストは少なくとも１分間で蒸散される。延長配管１２の長さを１５ｃｍとし、噴霧ノズル１０から噴霧されたミストは、１ｍ^３内に存在しているとして、噴霧量を定める。
噴霧判断手段５０は、温湿度計６から入力される乾球温度ＤＴ（℃）および湿球温度ＷＴ（℃）から湿り空気線図に基づき相対湿度ＲＨ（％）を算出する。例えば、図１２に示すように、乾球温度ＤＴが３０℃、湿球温度ＷＴが２０℃であった場合、湿り空気線図の横軸に表されている湿球温度ＷＴの２０℃から縦軸方向に延ばして相対湿度１００％の線と交わる露点ＤＰを求める。その露点ＤＰから横軸方向に延ばして絶対湿度ＡＨ（ｋｇ／ｋｇ’）を求める。図１２に示される例では、絶対湿度ＡＨが０．０１５ｋｇ／ｋｇ’である。さらに、露点ＤＰから横軸方向に延ばされた線と湿り空気線図の横軸に表されている乾球温度ＤＴが３０℃から縦軸方向に延ばされた線との交点Ｂを求める。そして、交点Ｂが交わる相対湿度ＲＨ（％）を求める。図１２の場合、相対湿度ＲＨは６５％である。

次に、噴霧判断手段５０は、相対湿度ＲＨが７５％以上の場合、ミストを噴霧しても相対湿度が高すぎることになるため感覚温度が下がったと感じられないので、ミストの噴霧を行わない。逆に、相対湿度ＲＨが７５％未満の場合、ミストを噴射することにより感覚温度が下がったと感じられるのでミストの噴霧を行う。

次に、給水量制御手段５１は、温湿度計６の乾球温度ＤＴが暑い閾値ＨＨＴ_ＴＨ（図１２、図１３において太い一点鎖線で示してある。）、または少し暑い閾値ＬＨＴ_ＴＨ（図１２、図１３において太い点線で示してある。）以上であるか否かを判断し、噴霧量を求める。すなわち、図１２に示すように、乾球温度ＤＴが予め定められた少し暑い閾値ＬＨＴ_ＴＨ以上の場合、湿り空気線図に基づき、交点Ｂが交わる等エンタルピの線と乾球温度ＤＴより１℃低い温度から縦軸方向に延ばされた線との交点Ｃを求める。そして、交点Ｃから横軸方向に延ばして絶対湿度ＡＨ’（ｋｇ／ｋｇ’）を求める。そして、絶対湿度ＡＨ’から絶対湿度ＡＨを減算して、ミストの噴霧量ＪＷ（ｋｇ）を求める。この噴霧量ＪＷが１分間に１ｍ^３の空間に噴霧することにより、１℃温度を低下することのできる量である。図１２においては、絶対湿度ＡＨが０．０１５ｋｇ／ｋｇ’、絶対湿度ＡＨ’が０．０１５５ｋｇ／ｋｇ’であるので、ミストの噴霧量ＪＷは、０．０００５ｋｇとなる。そして、１分間に１ｍ^３当たり０．０００５ｋｇのミストを噴霧することにより１℃冷却することができる。

また、図１３に示すように、乾球温度ＤＴが予め定められた暑い閾値ＨＨＴ_ＴＨ以上の場合、湿り空気線図に基づき、交点Ｅが交わるエンタルピの線と乾球温度ＤＴより２℃低い温度から縦軸方向に延ばされた線との交点Ｆを求める。そして、交点Ｆから横軸方向に延ばして絶対湿度ＢＨ’（ｋｇ／ｋｇ’）を求める。そして、絶対湿度ＢＨ’から絶対湿度ＢＨを減算して、ミストの噴霧量ＪＷ（ｋｇ）を求める。図１３において、絶対湿度ＢＨが０．０１９８ｋｇ／ｋｇ’、絶対湿度ＢＨ’が０．０２０８ｋｇ／ｋｇ’であるので、ミストの噴霧量ＪＷは、０．００１ｋｇとなる。そして、１分間に１ｍ^３当たり０．００１ｋｇのミストを噴霧することにより２℃冷却することができる。

このような降温用噴霧システム１は、主配水管４２内の水圧を所望の値に一旦安定したのち、子配水管４に給水することにより、噴霧ノズル１０に給水される加圧水の水圧が短時間で噴霧水圧に達するので、水圧が低い状態で噴霧されたときにみられる大きな粒径のミストが殆ど噴霧されることがない。

また、オリフィス２９から噴霧されるミストがオリフィス２９を横切る水平面よりも下方にあるので、子配水管４などにミストが当たって液滴となり、下方に落下して、子配水管４などの下方にいる人を濡らすことを防止することができる。

また、地面から立ち上がった子配水管４が噴霧ヘッダ１１に下側の端面において接続され、噴霧されたミストが風に流されても延長配管１２により子配水管４から離間されているので、ミストが子配水管４や噴霧ヘッダ１１上で結露し、水滴が下方に落ちることがない。

また、延長配管１２により噴霧ノズル１０を広い空間に分散して配設できるので、少ない子配水管４で広い空間に噴霧できる。
また、噴霧ヘッダ１１に予め延長配管１２および噴霧ノズル１０を工場で取り付けておき、現地で噴霧ヘッド３を子配水管４に接続すれば良いので、現場での作業を簡略化することができる。

なお、延長配管１２が同一の長さ、彎曲も同様とした例について説明したが、例えば、長さが長い延長配管１２を彎曲の小さいものにし、長さの短い延長配管１２を彎曲の大きなものにしてもよい。このようにすると、より均等にミストを噴霧することができる。このように、延長配管１２の長さや彎曲の度合いはそれぞれ異なっていても、噴霧領域が噴霧ヘッダ１１の下面を含む水平面より下方になるように噴霧ノズル１０からの噴角と噴霧ノズル１０の中心軸の水平面からの傾きを調整すれば、噴霧ヘッド３にミストが結露して水滴が滴下することを防げる。

また、延長配管１２が長くすることができる場合、噴霧ノズル１０の中心軸の水平面からの傾きを小さくし、延長配管１２が長くすることができない場合、噴霧ノズル１０の中心軸の水平面からの傾きを大きくしてもよい。すなわち、長さの長い延長配管１２、例えば、２５ｃｍの場合、噴霧ノズル１０の中心軸を水平面から３０°傾けることにより、液滴の落下が見られないとき、延長配管１２の長さを１５ｃｍとすると、噴霧ノズル１０の中心軸を水平面から４０°傾けることにより、液滴の落下が見られなくなる。

また、延長配管１２を彎曲して噴霧ノズル１０の中心軸を噴霧ヘッダ１１の下面を含む水平面から下方に傾けているが、その傾ける角度と噴霧領域の噴角との関係を説明する。この発明においては、少なくとも噴角の半分、例えば、噴角が６０°、７０°、８０°の場合、水平面から３０°、３５°、４０°以上傾くように延長配管１２を彎曲する。但し、柱２が地面から縦立されており、さらに柱２に沿って子配水管４が配設されているので、噴霧外縁が鉛直以上に柱２側に入るとミストが柱２に当たってしまう。そこで、噴霧ヘッダ１１の下方に柱２や子配水管４がある場合、噴霧外縁が鉛直以上に柱側に寄らないようにすることが必要である。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係わる降温用噴霧システムは、実施の形態１に係わる降温用噴霧システム１と噴霧ノズルが異なる以外同様であるので、同様な部分には同じ符号を付けて説明を省略する。
実施の形態２に係わる噴霧ノズルは、実施の形態１の噴霧ノズル１０と異なり、感圧逆止弁が省略されており、水圧の低い状態ではオリフィス２９から大きな径の水滴として噴流される。しかし、図１０に示すように、大きな径の水滴を噴霧しない水圧０．４ＭＰａに達するまでの時間が８秒以内と短時間であるので、感圧逆止弁を省略した噴霧ノズルであっても、大きな径の水滴が多く落下することが防げる。
また、図１１に示すように、大きな径の水滴を噴霧する水圧０．２ＭＰａ以下の時間が２秒以内であり、感圧逆止弁を省略した噴霧ノズルであっても、大きな径の水滴が多く落下することが防げる。
このように、感圧逆止弁が省略された通常の噴霧ノズルを用いた降温用噴霧システムであっても、主配水管４２内の水圧を一旦所望の値に安定化した後、選択弁４４を開放することにより、急激に水圧が上昇する上昇圧力波を子配水管４内の水で噴霧ノズル１０に伝えられるので、大きな径の水滴が落下して下を通り掛かった人を濡らすことを防止できる。

実施の形態３．
図１４は、この発明の実施の形態３に係わる加圧水供給装置の構成図である。図１５は、実施の形態３に係わるミスト制御盤の機能ブロック図である。図１６は、実施の形態３の加圧水供給装置により制御されたミストの噴霧のタイミングチャートである。
実施の形態３に係わる降温用噴霧システムは、実施の形態１に係わる降温用噴霧システム１と加圧水供給装置５Ｂの構成が異なっており、その他は同様であるので、説明において同じ符号を付記して説明する。

実施の形態３に係わる加圧水供給装置５Ｂは、図１４に示すように、実施の形態１の加圧水供給装置５の子配水管４の途中に空気抜き弁４８が設けられ、ミスト制御盤４５Ｂにより空気抜き弁４８の開閉が制御される。
また、ミスト制御盤４５Ｂは、図１５に示すように、噴霧シーケンス制御手段５２Ｂが実施の形態１の噴霧シーケンス制御手段５２と異なっており、ポンプ４０、元弁４１、排水弁４３、選択弁４４および空気抜き弁４８を所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦまたは開閉する。

次に、加圧水を高圧ポンプ４０から噴霧ヘッド３に供給するシーケンスについて図１６を参照して説明する。
ミスト制御盤４５Ｂの噴霧シーケンス制御手段５２Ｂは、まず元弁４１を開放する。同時に排水弁４３を開放する。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２Ｂは、高圧ポンプ４０の作動を開始して、加圧水をブレードホース４７から主配水管４２に送水する。そうすると、主配水管４２内に残っている空気が排水弁４３から水と一緒に押し出されて、主配水管４２内が均一な水圧の水で満たされる。
次に、噴霧シーケンス制御手段５２Ｂは、排水弁４３を閉じる。それにより、主配水管４２内の水圧が所望の噴霧水圧、例えば、６ＭＰａに達する。

次に、噴霧シーケンス制御手段５２Ｂは、噴霧を行う噴霧ヘッド３に連なる子配水管４に備えられた空気抜き弁４８を開放し、その後、この子配水管４へ連なる選択弁４４を開放して、加圧水が子配水管４を経由して上昇圧力波として伝搬し、噴霧ヘッド３に水が供給される。このとき、子配水管４の長さが長いと子配水管４内の空気が邪魔をしてスムーズに水が流れていかない。しかし、空気抜き弁４８が子配水管４の途中に備えられているので、子配水管４内を流れてくる水により、子配水管４内の空気が空気抜き弁４８から抜けていくので、水が子配水管４内をスムーズに流れて噴霧ヘッド３に達する。その後、空気抜き弁４８を閉止する。このときの加圧水受け空洞２０に注水されて加わる水圧は４秒の間にほぼ０ＭＰａから６ＭＰａに達する。このように水圧が１ＭＰａ以上になると、噴霧ノズル１０の感圧逆止弁２２が開放されてミストの噴霧が開始される。

このような降温用噴霧システムは、子配水管４の途中に空気抜き弁４８が備えられているので、子配水管４内に水を供給するとき、子配水管４内の空気が空気抜き弁４８から抜け、水がスムーズに噴霧ヘッド３に供給される。

この発明の実施の形態１に係わる降温用噴霧システムの構成図である。この発明の噴霧ヘッドの一部横断面図である。この噴霧ヘッドの断面図である。噴霧ノズルの中心軸に沿った断面図である。噴霧されたミストの粒度分布の測定結果を示す図である。噴霧ノズルからミストが噴霧される様子を表す図である。実施の形態１に係わる加圧水供給装置の構成図である。実施の形態１に係わるミスト制御盤の機能ブロック図である。実施の形態１の加圧水供給装置により制御されたミストの噴霧のタイミングチャートである。噴霧を始めるときに噴霧ノズルに加わる水圧の変化の様子を示す図である。噴霧を終わらせるときに噴霧ノズルに加わる水圧の変化の様子を示す図である。噴霧量を決めるための値が記入された湿り空気線図である。他の条件の下、噴霧量を決めるための値が記入された湿り空気線図である。実施の形態３に係わる加圧水供給装置の構成図である。実施の形態３に係わるミスト制御盤の機能ブロック図である。実施の形態３の加圧水供給装置により制御されたミストの噴霧のタイミングチャートである。

符号の説明

１降温用噴霧システム、２柱、３噴霧ヘッド、４子配水管、５、５Ｂ加圧水供給装置、６温湿度計、７水道、１０噴霧ノズル、１１噴霧ヘッダ、１２延長配管、１４圧力変換器、１５空洞、１６、１７孔、１８直管、１９ハウジング、２０、２１、２６、２７空洞、２１ａ開口、２２感圧逆止弁、２３リブ、２３孔、２４弁収納空洞、２５駒、２８噴流生成空洞、２９オリフィス、３０遮断球、３１バネ、３２溝、３４噴霧領域、３５噴角、３６噴霧外縁、４０高圧ポンプ、４１元弁、４２主配水管、４３排水弁、４４選択弁、４５、４５Ｂミスト制御盤、４６排水配管、４７ブレードホース、４８空気抜き弁、５０噴霧判断手段、５１給水量制御手段、５２、５２Ｂ噴霧シーケンス制御手段、５３空気線図データベース。

Claims

水をミストとして噴霧して対象の空間の温度を低下する降温用噴霧システムにおいて、
水を加圧して送り出すポンプと、
上記ポンプに常時は閉止している元弁を介して接続される主配水管と、
上記主配水管に常時は閉止している選択弁を介して接続され、上記主配水管と水をミストとして噴霧する噴霧ヘッドとを連通する子配水管と、
上記主配水管に常時は閉止している排水弁を介して接続され、上記主配水管内の水を排水する排水配管と、
上記ポンプ、上記元弁、上記選択弁および上記排水弁を制御するミスト制御盤と、
を備え、
上記ミスト制御盤は、噴霧を始めるとき、上記元弁と上記排水弁とを開放したのち上記ポンプを作動し、その後、上記排水弁を閉じ、しかるのち、上記選択弁を開放して水を上記噴霧ヘッドに配水することを特徴とする降温用噴霧システム。
上記子配水管は、上記主配水管にそれぞれ選択弁を介して接続され、上記主配水管と複数の上記噴霧ヘッドとをそれぞれ連通する複数の子配水管からなり、
上記ミスト制御盤は、複数の上記選択弁を異なる時点でそれぞれ開放することを特徴とする請求項１に記載する降温用噴霧システム。
上記子配水管に常時は閉止している空気抜き弁が備えられ、
上記ミスト制御盤は、噴霧を始めるとき、上記元弁と上記排水弁とを開放したのち上記ポンプを作動し、その後、上記排水弁を閉じ、しかるのち、上記空気抜き弁を開放してから上記選択弁を開放し、最後に上記空気抜き弁を閉めることにより水を上記噴霧ヘッドに配水することを特徴とする請求項１または２に記載する降温用噴霧システム。
上記ミスト制御盤は、噴霧を終わらせるとき、上記排水弁を開放したのち上記ポンプを停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載する降温用噴霧システム。