JPH0455644A - 空調用水加湿ノズルの詰り防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空調用加湿装置に関し、特に水の噴霧を目的と
するノズルを用いた水加湿装置におけるノズルの目詰り
を防止する空調用水加湿ノズルの詰り防止方法に関する
。

（従来技術） 一般に加湿装置として（１）ボイラー蒸気による方法、
（２）水スプレ一方式、　（３）　を熱発熱方式がある
が、（１）ボイラー蒸気による方式は、設備に多大な投
資を要するから大形システムしが採用できず、また石油
価格の高騰により運転コストが使用限界に近づけてきた
。また、公害防止の点からも付帯設備が必要となり、さ
らに配管の腐蝕・ボイラーのスケールなど保守への留意
とコストがかかるものであった。

また、（２）水スプレ一方式は、設備費用が安く最も普
及しているが、１流体式ノズルのため噴霧の粒子が粗く
、実効加湿率は２０〜２５％を越えないから、申訳程度
に設備されているに過ぎないものであり、また多量の水
が浪費され排出されるものであった。

また（３）の電熱蒸発方式は、いわゆるハフ形加湿器で
代表されるように、運転コストが高く、かつ水中の塩分
が析出して機器に付着累積し、数年を経ずして廃却され
るケースが多く、また加湿が即効的でないものであった
。

そこで、２流体式ノズルを用いた水加湿装置が提案され
ている。この２流体式ノズルは第３図〜第５図に示すよ
うに一方のノズルからは水、他方のノズルからは圧縮空
気を噴射させ、空中で衝突させてドライフォグを発生さ
せるもので、９０％以上の加湿効率が得られ、上水の節
水、デミスタ−不要による送風機の小型化ができる等の
利点を有するため、効率の良い加湿手段として各分野に
利用されている。

（発明が解決しようとする課題） 従来、この２流体式ノズルの加湿制御は次のようにして
行なわれていた。

空調機の出口側に設けた温度検出センサと目標値との偏
差に応してノズルの作動個数を制御するもので、空調機
内に複数個並列配置した前記２流体式ノズルを１個〜複
数個を一つのグループとし、そのグループとする単位毎
に該２流体式ノズルの数量を加減し湿度の調節を行って
いた。そして、湿度変化に応じて該ノズルを止める時は
、２流体式ノズルに供給する水と圧さく空気を同時に止
めていた。

一般に、イズルの作動順序は予め定められた順番により
加湿信号に従って順次その作動個数を増加させているた
め、使用頻度の高い水噴霧ノズルはノズル噴霧を止めで
もノズル流路内への水の停滞が短いから水は常に入れ替
るが、長時間ノズル噴霧を止めているものについては水
の停滞が長いので残留した水分が乾燥することによって
その中に含まれるマグネシウムやカルシウム等の物質が
析出し、ノズルの先端や流路に付着し、ノズルを詰らせ
るという問題があった。

特に２流体式ノズルはドライフォグを発生させ加湿効率
を高めるものであるため、ノズルの孔径は小さく出来て
おり、このノズル先端や流路に、水中に含まれる硬質成
分が付着すると、超微粒子噴霧による水加湿効率を下げ
る。又、多量に付着した時には、このノズルを閉塞させ
てしまい、加湿の増加要求信号が出ているにもかかわら
ずノズルから実際にドライフォグが噴霧しないというこ
とがあった。

またこの場合、ノズルへ供給する水の凝固成分をフィル
ター等で予め除去したとしても完全には除去しきれない
ため、ノズルの使用可能期間が少し延びるだけで、この
問題は根本的には解決されなかった。

本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、全ての水加湿ノズルの使用頻度を平均的に使用す
ることによって長時間該ノズル内に残留した水が放置さ
れることを防止し、水がノズル内に長時間滞留しその中
に含まれる硬度成分が乾燥、付着しノズルを閉塞させな
いようにした空調用水加湿ノズルの詰り防止方法を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的は、空調機内に複数の水加湿ノズルを配置し
、その水加湿イズルの作動個数を制御することにより加
湿量を調節する空調用加湿装置に於て、全ての水加湿ノ
ズルの使用頻度が平均化されるよう作動させることを特
徴とする空調用水加湿ノズルの詰り防止方法によって達
成される。

その具体的方法として、一つは、加湿信号に対応して作
動させる水加湿ノズルをランダムに該当する個数だけ割
当てることによって達成される。

他の方法は、加湿信号に対応して作動させろ水加湿ノズ
ルの作動順序を予め定めた順番で作動させ、加湿量の減
少時は、その作動している水加湿ノズルの中で最初に作
動させた水加湿ノズルからその作動を止めて、加湿信号
に該当する個数だけ該水加湿ノズルを作動させ、加湿量
の増加時は、後続の対応する個数だけ新しい加湿ノズル
を加えて作動させていくことによっても達成できる。

（作用） 本発明は、加湿信号に対応して必要な数の水加湿ノズル
を作動させるに際し、作動順序を予め定めないでランダ
ムに割当てて作動させるから、全ての水加湿ノズルが平
均的に使用される。従って、ノズル内の水が常に入れ替
るから水がノズル内へ長期間滞留することによって乾燥
し、水の中に含まれるマグネシウム等が析出、固化し、
ノズル孔等へ付着しノズルを閉塞されることが防止され
る。

又、ノズルの作動順序を予め定めた順序で作動させる方
法に於ても、加湿量の減少時に、それまでに作動してい
る水加湿ノズルの中で最初に作動させたノズルから止め
ていき、加湿信号に対応する個数だけノズルを作動さセ
ることによって、順次作動ノズルをシフトさせていく。

これによって全ての水加湿ノズルの使用頻度が平均化さ
れるため、ノズル内への水の滞留によってノズルが閉塞
されることが防止できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。

第４図は、２・流体式ノズル（１０）を用いた水加湿装
置（３７）の配管、配線系統図を示すもので、実施例に
於ては５つのノズル（１０）を１グループ（２流体式ノ
ズル群（４））として、このグループ単位ごとに水噴霧
用電磁弁（３）及び圧縮電気用電磁弁（２）が設けられ
、それぞれ調圧された圧縮空気（６）と水（５）が供給
される。

（８）は、供給水圧を表示する圧力計、（７）は供給空
気圧を表示する圧力計を示し、加湿効率の良いドライフ
ォグ（粒径１００μ以下）になるようそれぞれ圧力調節
される。

各’を磁弁（２）　（３）は、それぞれコンピュータ（
１）の出力側に接続され送気温度センサ（５０）の入力
信号と、予め設定された目標値との偏差に応して前記電
磁弁（２）　（３）の作動個数を変え、必要とする湿度
になる様制御する。

この湿度の偏差に応じて全ての水加湿ノズルを作動させ
ながら該当する湿度個数分の水加湿ノズルを作動させる
方法として、第１図にその第１実施例を示す。

この第１実施例は、加湿信号に対応して作動させる水加
湿ノズルをランダムに該当する個数だけ割当てるもので
、結果的に各ノズルの使用頻度を平均化させることが出
来る。

第１図は、その様子を示すもので、横軸に時間、縦軸に
必要とする加湿量（偏差）を示すもので、この加湿量に
対応する数のノズルを作動させるに際し、公知のランダ
ム発生器の出力信号に基づいてノズルを割当て、偏差湿
度が変れば、即ち、作動させるノズルの個数が変れば、
又、新たにランダムに割当てて作動させるものである。

これにより、各ノズルを平均的に使用することが出来る
ため、ノズル内の水が常に入れ替り、従来の様に特定の
ノズルだけ長時間使用されず、そのためノズルが閉塞さ
れることが防止される。

第２図は、第２の実施例を示すもので、この方法は、加
湿信号に対応して作動させる水加湿ノズルの作動順序を
予め定めた順番で作動させるが、加湿量の減少時には、
それまでに作動している水加湿ノズルの中で最初に作動
させた水加湿ノズルからその作動を止めて、加湿信号に
該当する個数だけ該水加湿ノズルを作動させ、加湿量の
増加時には、後続の対応する個数だけ新しい加湿ノズル
を加えて作動させていくことにより、水加湿ノズルを順
次ローテーションさせていき、各ノズルの使用頻度を平
均化させるものである。

これによって、前述したようにノズルの閉塞が防止され
各ノズルを常に正常な状態で作動させることが出来る。

尚、図面の見方は第１実施例と同様である。

第３図は、第３の実施例を示すもので、この方法は一定
間隔ごとに全てのノズルを順番に短時間づつ作動させ、
前回噴霧した水が長時間ノズル内に滞留することを防止
するもので、例えば、同図に示すように先づノズルブロ
ック番号１のノズルを１２時間（例えば１〜５秒）噴霧
し、１５時間後（例えば５〜１０分）にノズルブロック
番号２を噴霧する。これを、全ノズルにわたって行なう
。

ここに全ノズル共−斉に噴霧しないのは、このノズルの
詰り防止のために湿度が変化するのを抑止するためであ
り、１つのブロックだけで、しがち短時間であれば湿度
に変化を与えないがらである。

又、この一定間隔ごとに行なう噴霧は、ノズルの詰り防
止のために噴霧するノズルが丁度作動状態であった場合
にも、そのまま出力される。

つまり、湿度偏差に基づくコンピュータの出力信号と、
詰り防止のためのコンピュータからの出力信号は電気的
にＯＲ接続されているからである。

次に、第６図は、この水加湿装置に用いている２流体式
ノズルの超微細粒子の噴霧状態図を示すもので、その構
造については、例えば第７図及び第８図に示す如く、夫
々先端に噴射孔（１９）を形成した搭載孔（１４）を有
するノズル筐体（１０）と、該搭載孔（１４）に挿入さ
れる、給液孔（１６）と気孔（１７）を備えたノズルチ
ップ（２３）よりなり、かつ上記搭載孔（１４）とノズ
ルチップ（２３）の内外周に互に嵌合するテーバ部（２
７）を設けて、搭載孔（１４）の外端にノズルチップ（
２３）を押圧するプラグ（１８）をネジ込んで上記両テ
ーパ部を嵌合させてノズルチップ（２３）を搭載孔（１
４）と同芯軸上に組み込んでなる少くとも２個以上のノ
ズル（１２）を互に等間隔をおいて配置し、かつそれら
の対向するノズル（１２）　、　（１２）　の軸線Ｙ−
Ｙがなす角度を７０〜１６０６の範囲内に設定すると共
に各ノズル（１２）の先端より他のノズル（１２）の軸
線の交点Ａまでの距１ｉＩＨを３〜１５ｍｍの範囲内に
設定するようにして構成される。

第５図は、この水加湿装置を用いた実施装置の概略を示
すもので、図に於て、（Ａ）は空調機、（Ｂ）は制御対
象室である合繊工場の延撚工程を示している。

前記空調機（Ａ）、制御対象室（Ｂ）の両者は送気ダク
ト（３１）、運気ダクト（３０）を介して連結し、送気
（ＳＡ）及び運気（ＲＡ）を循環せしめる経路を形成し
ている。また、外気（ＯＡ）を取り入れる経路と、取り
入れ外気量と同量の排気（ＥＡ）を行う経路とを併設し
ている。

前記空調機（Ａ）内には、運気ダクト（３０）側よりフ
ィルター（３２）、エアワッシャ（３３）　、冷却器（
３４）。

蒸気ヒータ（３５）　、蒸気スプレー（３６）、水加湿
装置（圧縮空気利用のスプレーノズル）　（３７）　、
送風機（３８）が順次配列されており、前記エアワッシ
ャ（３３）はそのシャワー量を制御するポンプ（４０）
に連結し、−労咳ポンプ（４０）に連結したポンプモー
タ（図示せず）は、モータ可変速制御装置（インバータ
）（４１）により、コンピュータ（１）の出力信号に応
じて制御される。

次に、二流体式ノズル（１０）は適度な圧力を有する水
（５）と、圧縮空気（６）の利用によりドライフォグを
発生させるものでそれぞれ前述したように電磁弁（２）
　（３）を介して供給側（５）　（６）に接続される。

更に、蒸気スプレー（３６）は蒸気調節弁（４２）を介
して蒸気供給源（４３）へ接続され、コンピュータによ
り制御される。

尚、同図において（３８）は送風機であり、前述の空調
機（Ａ）内の各機器の作用を受けて温湿度調整された空
気を、送気（ＳＡ）として、制御対象室（Ｂ）へ、送気
ダクト（３１）を経由して送り込むものである。

ここで前述のコンピュータ（１）は、前記湿度センサー
（５０）が測定した湿度と予め設定された目標値とを比
較して、湿度調節用の制御出力を演算するもので、例え
ば湿度０％以上３５％未満、３５％以上７０％未満、７
０％以上（１００％以下）の３区域に分割し、各出力区
域に対応して、それぞれエアワッシャ、２流体式ノズル
による水加湿蒸気加湿手段に切換えられる。そして、コ
ンピュータ（１）からの制御出力が３５％未満の場合、
つまり必要とする加湿量が少ない場合にはエアワッシャ
（３３）による湿度調節方式を選択し、前記エアワッシ
ャ（３３）を最大限利用しても湿度不足の場合にはくつ
まり制御出力が３５％以上になれば）圧縮空気利用のス
プレーノズルである２流体式ノズルを用いた水加湿装置
（３７）による湿度調節方式を選択し、この水加湿装置
（３７）を最大限利用してもなお湿度不足の場合には（
つまり制御出力が７０％以上になれば）蒸気スプレー（
３６）による湿度調節方式を選択するのである。

本発明は上述の如き装置を用いて実施するもので、次に
その作動について説明する。

まず制御対象室（Ｂ）の空気は還気ダク）　（３０）を
通り空調機（Ａ）に戻ると、エアワッシャ（３３）にて
シャワー洗浄されると共にその飽和効率までの範囲で加
湿調整される。

この時空調機（＾）の出口空気、つまり送気（ＳＡ）の
湿度を湿度センサー（５０）が検出し、それを受けてコ
ンピュータ（１）は目標湿度との偏差を演算し、温度調
節用の制御信号を出力する。

前記コンピュータ（１）の制御信号を受けてモータ可変
速制御装置（４１）がポンプモータの回転数を制御する
ことにより、エアワッシャ（３３）のシャワー水量が調
節され、その結果ヘースとしての湿度調整の作用を果た
すのである。

次に、前述のエアワッシャ（３３）による加湿範囲を越
えて更に高い加湿量が要求される（目標とする湿度設定
値に実際の湿度が到達しない）場合にはポンプモータの
回転数は上限設定値で制限され、湿度制御は水加湿袋！
　（３７）に移り、２流体式ノズル（１０）の噴霧個数
により湿度制御が行われる。２流体式ノズル（１０）は
噴霧した水が容易に蒸発する粒子径となるように、その
給水圧力（例えば０．３ｋｇ／ｃｍ２）と圧縮空気圧力
（同４．０ｋｇ／ｃｍ２）を一定に保つよう調節し、圧
縮空気（６）はノズルを閉塞させないようオイルミスト
を分離し、フィルターなどで微細なゴミなどを取除いた
清浄な空気を使用する。

また噴霧する水（５）は、ノズルを閉塞させないよう水
に溶存するカルシウム、マグネシウムなどの硬度成分を
除去した軟水又は純水などの不純物の少ない清浄な水を
使用するのが好ましい。

ここで、２流体式ノズル（１０）による水の噴霧量の調
節は、２流体式ノズル（１０）に供給する給水圧力と圧
縮空気圧力を変化させることにより可能であるが、噴霧
した水（５）が容易に蒸発する最適粒子径とならず、加
湿効率が低下する。

そのため、ノズル個数制御はコンピュータ（１）からの
制御信号に応じ、あらかじめ定められたいくつかの段階
に対して噴霧させるべきノズルの数量及び担当グループ
を決めるのである。

２流体式ノズル（１０）はコンピュータ（１）の出力信
号に対応して開閉する電磁弁（２）　（３）により、そ
の作動個数が加減され一定の加湿量の幅をもってステッ
プ状に湿度を調節する。

この様に加湿量の増減はこの２流体式ノズル（１０）の
使用数量を加減することで実現され、２流体式ノズル（
１０）は１個〜複数個からなるグループ単位で連続的に
加減使用され湿度を調節するのである。そして、その２
流体式ノズルの噴霧停止の際、前述した様に、後で圧縮
空気を切ることにより、ノズル内の水を完全に除去させ
る。

更には、２流体式ノズル（１０）による加湿範囲を越え
て（つまり２流体式ノズル（１０）を全数使用しても）
なお高い加湿量が要求される（目標とする湿度設定値に
実際の湿度が到達しない）場合には蒸気スプレー（３６
）に制御が移り、この蒸気スプレー　（３６）より噴霧
される草気量を蒸気調節弁で調節することにより目標と
する湿度が得られる。

これらの制御方式を組み合わせることにより、かなり大
きな加湿能力を要求される空調機（Ａ）であっても、制
御対象室（Ｂ）の湿度に大きな変動を生じさせることな
く、かつ運転コストを最小とする省エネルギー型の湿度
調整方法を提供できる。

尚、本発明は上述の実施例に限定することなく、次のよ
うに種々変形して実施可能である。

まず前記実施例では、制御対象室（Ｂ）　として繊維工
場等、比較的高い湿度を必要とする室を例にとり説明し
たが、本発明はビル空調システム等の人間を対象とした
空調機にも適用可能である。

（発明の効果） 以上、詳述したように本発明は、水加湿ノズルの作動個
数を制御することにより加湿量を調節するに際し、全て
の水加湿ノズルの使用頻度が平均化されるよう作動させ
るため、ノズル内の水が常に入れ替り、従来の様に特定
のノズルだけ長時間使用されずノズルが閉塞されること
が防止される。

従って、全ての水加湿ノズルを常に正常な状態でいつも
作動させることが出来、ノズル詰りによる保守が不要と
なる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は、加湿
ノズルの詰り防止方法の第１実施例を示す加湿量と作動
ノズルの状態図、第２図は、同じく第２実施例を示す加
湿量と作動ノズルの状態図、第３図は、第３実施例を示
すノズル詰り防止制御方法のタイムチャート図、第４図
は、２流体式ノズルを用いた水加湿装置の配管・配線系
統図、第５図は、水加湿装置を用いた実施装置の概略図
、第６図は、２流体式ノズルの噴霧状態図、第７図は、
第６図に示す２流体式ノズルの外観図、第８図は、その
断面図を示す。 （１）・・・コンピュータ、　（２）・・・圧縮空気用
電磁弁、（３）・・・水噴霧用電磁弁、（４）・・・２
流体式ノズル群、（１０）・・・２流体式ノズル、（３
３）・・・エアワッシャ、（３４）・・・冷却器、　　
　　（３５）・・・謂気ヒーター（３６）・・・蒸気ス
プレー　　（３７）・・・水加湿ノズル、（ＳＡ）・・
・送気、　　　　　（ＲＡ）・・・運気、（Ａ）・・・
空調機、　　　　（Ｂ）・・・制御対象室。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）空調機内に複数の水加湿ノズルを配置し、その水
   加湿ノズルの作動個数を制御することにより加湿量を調
   節する空調用加湿装置に於て、全ての水加湿ノズルの使
   用頻度が平均化されるよう作動させることを特徴とする
   空調用水加湿ノズルの詰り防止方法。
2. （２）加湿信号に対応して作動させる水加湿ノズルをラ
   ンダムに該当する個数だけ割当てることを特徴とする請
   求項（１）項記載の空調用水加湿ノズルの詰り防止方法
   。
3. （３）加湿信号に対応して作動させる水加湿ノズルの作
   動順序を予め定めた順番で作動させ、加湿量の減少時に
   は、その作動している水加湿ノズルの中で最初に作動さ
   せた水加湿ノズルからその作動を止めて、加湿信号に該
   当する個数だけ該水加湿ノズルを作動させ、加湿量の増
   加時は、後続の対応する個数だけ新しい加湿ノズルを加
   えて作動させていくことを特徴とする請求項（１）項記
   載の空調用水加湿ノズルの詰り防止方法。