JP2780009B2 - 蒸気拡散噴霧式加湿方法及び加湿装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和機等に使用さ
れる加湿方法及び加湿装置に関し、特に蒸気拡散噴霧式
の加湿方法及び加湿装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸気供給を受ける主管に、先端を閉塞し
かつ複数の噴霧口を有する複数の噴霧管を平行に接続連
結し、この主管並びに噴霧管を通風ダクト内いっぱいに
配置して蒸気を噴霧するようにした蒸気拡散噴霧式の加
湿方法及び加湿装置は公知である（実開平２−４１０２
３号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】蒸気加湿装置において
は、速やかに蒸気が気流中にとけ込み、理想の加湿が行
えるように思われるが、実際には噴霧後の蒸気が凝縮
し、空調機内面やフアン等に結露していることがよく見
受けられる。この蒸気の凝縮や結露は、ダクト，フアン
その他の部分の錆発生の原因となり、部品寿命を短くす
るという問題点だけでなく、細菌，かび等の繁殖の原因
ともなり、きわめて好ましくない。一方近年の空調機
は、小型化されており、この小型化された空調機内に具
備される加湿装置では、蒸気噴霧後のきわめて短い距離
において蒸気の充分な蒸発が望まれ、この短い距離にお
ける蒸発が得られなければ、上記したような発錆，細菌
繁殖を防ぐとする課題が解決できないことになるという
問題点もある。

【０００４】このような観点から、上記公知の加湿装置
を観察すると、ダクト内に略平均して配置された噴霧口
から蒸気がダクト内に平均的に拡散して噴霧され、早く
蒸発して効率的な加湿が得られるように考えられるが、
この公知の発明では、噴霧口を気流の後方に向けている
ことと、気流が層流に近い状態で流れることとによっ
て、噴霧口から吹き出された蒸気が、気流中へ蒸発する
よりも、気流により早く冷却され蒸気が凝縮されるた
め、一度凝縮された蒸気が気流中に蒸発するのに必要な
さらなる蒸発拡散距離をとる必要があり、効率的な蒸発
が得られないという問題点がある。

【０００５】また、上記公知の加湿装置では、供給蒸気
圧が主管並びに噴霧管の閉塞された先端で高くなる場合
もあり、その結果、閉塞された先端側から噴霧される蒸
気量が多くなったりする場合があり、またその逆の場合
もあり、ダクト内に均一な蒸気供給ができないという問
題点もある。

【０００６】本発明は、上記各公知技術の問題点に鑑
み、加湿空間への均一な蒸気供給をなし、しかも、蒸気
の拡散距離及び蒸発距離の短縮を図り、効率のよい加湿
を得ると共に、結露及び蒸気の凝縮を極力防止して、空
調機各部への悪影響をなくし、衛生的とすることを目的
としており、また、噴霧蒸気中にドレン水が混入するこ
とを極力防ぎ、噴霧口からは蒸気だけが噴霧されるよう
にして、効率的な加湿を得ることを目的とし、さらに、
各噴霧管へ供給される蒸気の圧力が略均等になるように
して加湿空間への均一な蒸気供給をなし得るようにする
ことも目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明の蒸気拡散噴霧式加湿方法では、蒸気供
給口を有する上主管とドレン排出口を有する下主管間
に、夫々が複数の噴霧口を有する複数の噴霧管を平行に
配設して、これら上主管，下主管及び噴霧管を連通さ
せ、蒸気供給口からの蒸気を循環可能とし、上記複数の
噴霧管の複数の噴霧口を気流の風上側に配置させて各噴
霧口から蒸気を噴霧するようにしたものである。上記各
噴霧管の下流側に渦流を発生させ、この渦流によって蒸
気を拡散するようにするとより効果的である。

【０００８】また、上記目的を達成するために、本発明
蒸気拡散噴霧式加湿装置では、蒸気供給口を有する上主
管とドレン排出口を有する下主管間に、夫々が複数の噴
霧口を有する複数の噴霧管を平行に配設して、これら上
主管，下主管及び噴霧管を連通させ、上記複数の噴霧管
の複数の噴霧口を気流の風上側に配置させて各噴霧口か
ら蒸気を噴霧するよう配置してあるものである。上記噴
霧口を風上に対し直交する向きより風上側に向かって指
向し、しかも、風上に対して斜め方向に噴霧するように
指向して配置してあることが効果的である。

【０００９】また、上記上主管と下主管間にドレン管を
配設し、上記各噴霧管の上端を上主管の底板より上方に
突出させてあることが望ましい。さらに、上記各噴霧管
の突出上端と上主管の天板との間隔を僅かな寸法として
あることもよい。また、各噴霧管に形成した各噴霧口は
噴霧口の内方に向かう筒状突部を有することが好まし
い。そして、上記上主管内に蒸気供給パイプを内蔵し、
この蒸気供給パイプに蒸気分散口を形成することもでき
る。また、上記各噴霧管を多角形パイプにすると効果的
である。さらに、上記各噴霧管を丸形パイプにし、気流
に対する下流側に拡散板を設けることもよい。そして、
各噴霧口をちどり状に配置してあるとより効果的であ
る。

【００１０】

【作用】本発明蒸気拡散噴霧式加湿方法及び加湿装置で
は、供給された蒸気が上主管，下主管及び噴霧管を循環
し各噴霧口から均一に噴霧するとともに、気流の風上側
に噴霧するから、ダクト内気流断面に対し均一に拡散噴
霧される。そして、噴霧管の下流側に渦流を発生させる
と、さらに蒸気は拡散され平均化されるとともに、気流
との混合速度が早まり、蒸発吸収が即座に行われ、蒸気
吸収距離を従前公知の装置に比し１／２〜１／４と短く
することが可能となる。さらに、複数の噴霧口から蒸気
が供給されるから、噴霧口１ケ当たりの蒸気吐出量が少
なくなり、このことからも蒸気の拡散距離及び蒸発距離
が短縮され、蒸気の蒸発吸収がより早くなる。

【００１１】そして、上記噴霧口を風上に対し直交する
向きより風上側に向かって指向し、しかも風上に対して
斜め方向に噴霧するように指向して配置してあるもので
は、上流からの気流によって、蒸気の噴霧拡散作用が助
長される。また、上記上主管と下主管間にドレン管を配
設し、上記各噴霧管の上端を上主管の底板より上方に突
出させてあることにより、ドレン水が噴霧管に流れるこ
とを防ぎ、噴霧管には蒸気だけが供給される。そして各
噴霧管に形成した各噴霧口は噴霧口の内方に向かう筒状
突部を有するものは、噴霧管中で生じたドレン水が噴霧
口から吹き出されることなく、噴霧口からは蒸気だけを
吹き出す。

【００１２】さらに、上記各噴霧管の突出上端と上主管
の天板との間隔を僅かな寸法としてあるものでは、各噴
霧管中へ蒸気が入り難くなり、その抵抗によって各噴霧
管入口での蒸気圧力が均等になるため、各噴霧管へ均一
の蒸気供給量となる。また、上記上主管内に蒸気供給パ
イプを内蔵し、この蒸気供給パイプに蒸気分散口を形成
してあるものにあっても、各噴霧管への蒸気供給が均等
になり易い。

【００１３】そして、上記各噴霧管を多角形パイプにし
てあったり、上記各噴霧管を丸形パイプにし、気流に対
する下流側に拡散板を設けてあることにより、噴霧管直
後に渦流が生じ、蒸気の拡散作用が助長される。さら
に、かく噴霧口をちどり状に配置したものでは、蒸気が
かく噴霧口後方でぶつかりあうことがなく、分散拡散効
果が助長される。

【００１４】

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
中１１が上主管で、蒸気供給口１２を有し、この蒸気供
給口と後述する噴霧管の接続口を除いては閉じた構造を
している。この蒸気供給口の位置および向きは、特に限
定されないが、図１に示すようにダクト断面に対し気流
方向から供給することが、ダクト断面全域にわたって噴
霧管を配置することができ、蒸気供給がダクト内に占め
る位置により、デットスペースが生ずることを防止でき
効果的である。図示した実施例では、この上主管１１を
角パイプによって構成し、その両端を閉塞した形状とし
てあるが、この上主管は角パイプでなく、他の形状であ
ってもよい。また、図中１５が下主管で、上主管と同様
後述する噴霧管の接続口とドレン排出口の接続口を除い
ては閉じた構造をしている。同様に図示した実施例で
は、この下主管１５を角パイプによって構成し、その両
端を閉塞した形状としてあるが、この下主管は角パイプ
でなく他の形状であってもよい。

【００１５】図中１３，１３が上主管１１及び下主管１
５間に接続連結した噴霧管で、複数本の噴霧管が平行に
して設けてあり、図示した実施例では６本を設けてあ
る。そして噴霧管１３によって上主管１１と下主管１５
間を連通してある。また、夫々の噴霧管１３には複数の
噴霧口１４，１４を開設してあり、これら噴霧口１４，
１４を気流の風上側に向けて配置してある。図示した実
施例では、これら噴霧口１４，１４を同高位置に一対づ
つ設けたが、各噴霧管及びかく噴霧管間でちどり状に配
置することが効果的である。

【００１６】本発明による蒸気拡散噴霧式加湿方法で
は、上記した上主管１１の蒸気供給口１２に蒸気を供給
し、この上主管１１，各噴霧管１３及び下主管１５の間
に蒸気を供給し、各噴霧管１３の夫々の噴霧口１４から
気流の風上に向けて蒸気を噴霧する。この風上に向けて
蒸気を噴霧することにより、噴霧口より小量の蒸気がダ
クト断面に広く均一に噴出拡散され、より早い蒸発が得
られる。この際、噴霧管１３の下流側に渦流を発生させ
ることによって、蒸気の拡散をより一層助長する。

【００１７】図１乃至図７に示した実施例では、噴霧管
１３を角形パイプによって構成し、この角形パイプの角
が風上に対向するように配置してあり、角形パイプの面
が風上に対して４５度に傾斜するようにしてある。そし
てこの風上に対して４５度に傾斜する面に噴霧口１４，
１４を開設してある。即ち噴霧口を風上に対して直交す
る向きより風上側に向かって指向し、しかも風上に対し
て斜め方向に噴霧するように指向してある。図示した実
施例では、噴霧口１４を風上に対して４５度傾斜して指
向してあるが、この噴霧口１４の向きは、風上に対して
０度乃至９０度の範囲であればよい。

【００１８】上記上主管１１と下主管１５との間には、
噴霧管１３の他にドレン管１６を接続連通してあり、上
主管１１中で発生したドレンを下主管１５に導き、下主
管１５に設けたドレン排出口１７から排出するようにし
てある。そして、上記各噴霧管１３の上端１８を上主管
１１の底板１９より上方に突出させてあり、これによっ
て上主管１１中に生じたドレンが噴霧管１３中に流れる
のを防ぐようにしてある。また、各噴霧口１４には、図
７に示すように噴霧管１３の内方に向かう筒状突部２０
を有し、この筒状突部２０によって噴霧管１３中に生じ
たドレンが噴霧口１４より吹き出さないようにしてあ
る。さらに、図４に示した実施例では、噴霧管１３の突
出上端１８と上主管１１の天板２１との間の間隔を僅少
としてあり、これによって上主管１１から噴霧管１３へ
蒸気が入り難くして、各噴霧管１３に入る蒸気圧力を均
等となるようにしてある。

【００１９】図５及び図６に、上記上主管中に蒸気供給
パイプ２２を内蔵し、この蒸気供給パイプ２２に複数の
蒸気分散口２４，２４を開設した実施例が示してある。
この図５及び図６中において、図１乃至図４と同一符号
を付した部分は同一部分である。この実施例では、内蔵
した蒸気供給パイプ２２に設けた複数の蒸気分散口２４
から蒸気を供給するようにしたから、上主管１１内で蒸
気が略均一となり、各噴霧管１３への蒸気供給をさらに
均一にすることができる。

【００２０】図１乃至図７には、噴霧管１３を角形パイ
プによって構成したものを示してある。この角形パイプ
によって噴霧管１３を構成したものでは、その形状によ
って噴霧管１３直後に渦流を生ずることができ、蒸気の
より一層の拡散が生じて好ましい。図８には、噴霧管１
３を丸形パイプによって構成したものを示してある。こ
の丸形パイプだけの形状であると、この噴霧管の直後で
渦流が生じ難いため、図８に示した実施例では、その後
部位置に拡散板２３を設け、渦流を生じ易くしたもので
ある。また、この拡散板２３は熱伝導のあるものが好ま
しい。即ち、拡散板は噴霧口の直後に配されているか
ら、蒸気温度と略同じ温度状況にあり、従って蒸気が拡
散板に凝縮されることなく、その後の渦流により空気と
の間に急激な拡散，撹拌が生じ、きわめて早い蒸発吸収
がなされる。

【００２１】図９には一例として、従前装置と本発明装
置によって吹き出される蒸気量の分布状態を比較して示
してある。即ち、図ａに従前装置を、ｂに本発明装置を
図式化して示し、その上に蒸気の分布状態を示してあ
る。そして各図において蒸気供給位置を矢印によって示
してある。この説明図から理解される通り、一例をあげ
ると、従前装置のものでは、閉塞された噴霧管の先端の
供給蒸気圧が高くなるため、蒸気噴霧量の分布に図示す
るように偏りが生ずるが、本発明装置では蒸気は循環し
て供給されるから、図示するように平均して分布される
ことが理解される。

【００２２】上記した本発明方法及び装置によれば、上
主管１１，下主管１５及び噴霧管１３が連通しているか
ら、蒸気が循環するかのように供給され、各噴霧口１４
から均一に吹き出す。そしてこの噴霧口１４からの噴霧
は気流の風上に向けて行われるから、気流の抵抗を受
け、蒸気は拡散される。しかも、噴霧管の直後において
渦流が生ずるからより一層蒸気の拡散が助長される。

【００２３】さらに、本発明装置では、噴霧管１３の上
端を上主管１１の底板１９より上向きに突出して設けて
あるから、上主管１１内に生じたドレンが噴霧管１３中
に流れることなく、噴霧口１４から蒸気だけを噴霧する
ものであり、また、噴霧口１４には内方に突出する筒状
突部２０を設けてあるから、より一層ドレンが噴霧口１
４から吹き出されることなく、蒸気だけが噴霧される。

【００２４】また、上記噴霧管１３の突出上端１８と上
主管１１の天板２１との間の間隔を僅少としたもので
は、各噴霧管１３に導く蒸気圧を平均し、より一層蒸気
の平均噴霧をなし、同様に上主管１１中に蒸気供給パイ
プ２２を設けこの蒸気供給パイプ２２に蒸気分散口２４
を設けたものにおいても、各噴霧管１３への蒸気供給を
平均化し、蒸気分布を均一化したものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明方法及び装置では、加湿空間への
均一な蒸気供給をなし得るもので、これによって装置の
下流側の蒸気の拡散距離及び蒸発距離を短縮することが
でき、効率のよい加湿を得ることができた大きな効果を
有する。また、加湿空間での結露及び蒸気の凝縮が防止
でき、空調機各部への悪影響をなくし、衛生的となし得
た効果を有する。また、噴霧蒸気中にドレン水が混入す
ることも極力防止でき、噴霧口からは蒸気だけが吹き出
されるようにし、より一層効率的な加湿が得られるし、
さらには、各噴霧管へ供給する蒸気圧を平均にし、これ
によっても蒸気供給を均一化することができる効果を有
する。さらに、蒸気拡散と蒸発距離の短縮によって空調
機，ダクト等の加湿スペースを縮小可能とし、また、小
スペースへの組み込みも可能となり、さらに、空調機等
のコンパクト化につながるだけでなく、ダクト内及び空
調機内の各部品の寿命を長びかせる経済的効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明蒸気拡散噴霧式加湿装置の一部切欠全体
斜視図

【図２】同じくその一部切欠正面図

【図３】図２上のＡ−Ａ線断面図

【図４】同じく図３と同様の断面図で別の実施例を示
す。

【図５】同じく別の実施例の一部切欠正面図

【図６】図５上のＢ−Ｂ線断面図

【図７】好ましい噴霧管の噴霧口部分の断面図

【図８】別の噴霧管の実施例の噴霧口部分の断面図

【図９】基本的な従前装置と本発明装置の蒸気量分布状
態の一例を示す説明図

【符合の説明】

１１ 上主管 １２ 蒸気供給口 １３ 噴霧管 １４ 噴霧口 １５ 下主管 １６ ドレン管 １７ ドレン排出口 １８ 噴霧管の上端 １９ 底板 ２０ 筒状の突部 ２１ 天板 ２２ 蒸気供給パイプ ２３ 拡散板 ２４ 蒸気分散口

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気供給口を有する上主管と、ドレン排
   出口を有する下主管間に、夫々が複数の噴霧口を有する
   複数の噴霧管を平行に配設して、これら上主管，下主管
   及び噴霧管を連通させ、蒸気供給口からの蒸気を循環可
   能とし、上記複数の噴霧管の複数の噴霧口を気流の風上
   側に配置させて各噴霧口から蒸気を噴霧することを特徴
   とする蒸気拡散噴霧式加湿方法。
2. 【請求項２】 上記各噴霧管の下流側に渦流を発生さ
   せ、この渦流によって蒸気を拡散するようにした上記請
   求項１に記載の蒸気拡散噴霧式加湿方法。
3. 【請求項３】 蒸気供給口を有する上主管と、ドレン排
   出口を有する下主管間に、夫々が複数の噴霧口を有する
   複数の噴霧管を平行に配設して、これら上主管，下主管
   及び噴霧管を連通させ、上記複数の噴霧管の複数の噴霧
   口を気流の風上側に配置させて各噴霧口から蒸気を噴霧
   するよう配置してあることを特徴とする蒸気拡散噴霧式
   加湿装置。
4. 【請求項４】 上記噴霧口を風上に対し直交する向きよ
   り風上側に向かって指向し、しかも風上に対して斜め方
   向に噴霧するように指向して配置してある上記請求項３
   に記載の蒸気拡散噴霧式加湿装置。
5. 【請求項５】 上記上主管と下主管間にドレン管を配設
   し、上記各噴霧管の上端を上主管の底板より上方に突出
   させてある上記請求項３または４に記載の蒸気拡散噴霧
   式加湿装置。
6. 【請求項６】 上記各噴霧管の突出上端と上主管の天板
   との間隔を僅かな寸法としてある上記請求項５に記載の
   蒸気拡散噴霧式加湿装置。
7. 【請求項７】 各噴霧管に形成した各噴霧口は噴霧口の
   内方に向かう筒状突部を有する上記請求項３乃至６のい
   ずれかに記載の蒸気拡散噴霧式加湿装置。
8. 【請求項８】 上記上主管内に蒸気供給パイプを内蔵
   し、この蒸気供給パイプに蒸気分散口を形成してある上
   記請求項３乃至７のいずれかに記載の蒸気拡散噴霧式加
   湿装置。
9. 【請求項９】 上記各噴霧管を多角形パイプにしてある
   上記請求項３乃至８のいずれかに記載の蒸気拡散噴霧式
   加湿装置。
10. 【請求項１０】 上記各噴霧管を丸形パイプにし、気流
    に対する下流側に拡散板を設けてある上記請求項３乃至
    ８のいずれかに記載の蒸気拡散噴霧式加湿装置。
11. 【請求項１１】 各噴霧管に形成した各噴霧口をちどり
    状に配置してある上記請求項３乃至１０のいずれかに記
    載の蒸気拡散噴霧式加湿装置。