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KR100683873B1 - 미소입자 확산장치 및 이를 구비한 냉장고 - Google Patents

미소입자 확산장치 및 이를 구비한 냉장고 Download PDF

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KR100683873B1
KR100683873B1 KR1020067003819A KR20067003819A KR100683873B1 KR 100683873 B1 KR100683873 B1 KR 100683873B1 KR 1020067003819 A KR1020067003819 A KR 1020067003819A KR 20067003819 A KR20067003819 A KR 20067003819A KR 100683873 B1 KR100683873 B1 KR 100683873B1
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KR
South Korea
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ion
outlet
refrigerator
microparticle
aspect ratio
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KR1020067003819A
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마사키 오츠카
요시카즈 이노우에
다카시 요시카와
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샤프 가부시키가이샤
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Publication date
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Priority claimed from JP2003316034A external-priority patent/JP3797995B2/ja
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Abstract

미소입자 확산장치가 방출하는 미소입자의 도달 거리를 대폭적으로 연장함과 동시에, 광범위로의 미소입자의 반송을 가능하게 하여, 미소입자의 효과 향상과 소음 저감을 실현하는 미소입자 확산장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 따라서, 미소입자 확산장치는, 미소입자 발생 부위로부터 미소입자를 발생하는 미소입자 발생장치와, 상기 미소입자 발생장치로부터 발생하는 미소입자를 반송하는 송풍경로와, 송풍 경로의 말단에 형성되고 미소입자를 분사 흐름으로 하여 방출하는 취출구를 구비하고, 송풍경로는 시작점으로부터 종점을 향해 서서히 단면의 애스펙트비가 커지도록 구성되어 있다.
미소입자, 냉장고, 부유균, 이온, 확산장치

Description

미소입자 확산장치 및 이를 구비한 냉장고{MICROPARTICLE DIFFUSING APPARATUS AND REFRIGERATOR WITH THE SAME}
본 발명은, 미소입자를 광범위하게 방출하는 미소입자 확산장치 및 이를 구비한 냉장고에 관한 것이다.
미소입자 확산장치가 방출하는 미소입자 중의 하나로 이온을 들 수 있다. 이 이온의 하나로 H+(H20)n와 02 -(H20)m 으로 된 이온, 이른바 클러스터(cluster) 이온이 있다. 이 이온을 발생하는 이온발생장치(14)를 설치한 것이 후술하는 비교예2의 이온확산장치(도36참조)이다. 이 이온확산장치를 탑재한 냉장고(도35참조)가 특허 문헌1, 특허 문헌2에 기재되어 있다. 이 냉장고는 고(庫)밖으로 이온을 방출하여 냉장고의 고(庫)바깥 근방을 살균하는 것이다. 냉장고 고(庫)바깥의 부유균을 살균함으로써 위생적인 생활공간을 제공함과 동시에, 문짝의 개폐시에 고(庫)바깥으로부터 고(庫)안으로의 부유균이 침입하는 것을 억제하여 위생적인 고내(庫內)환경을 실현하고 있다.
특허 문헌1: 일본특허출원 제2002-204622호
특허 문헌2: 일본특허출원 제2002-206163호
그러나, 종래의 이온확산장치는, 분사 흐름의 도달거리가 짧고, 광범위한 유체의 반송에 적합하지 않았다. 따라서, 이러한 이온확산장치를 구비한 상기 냉장고는, 이온의 발생량에 비해 이온의 확산 능력, 즉 살균 작용을 보이는 미소입자의 확산 능력은 낮은 설계였다.
도37에는, 실온 15℃의 방에 있어서, 종래의 이온확산장치(110a)를 구비한 냉장고(200)의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 클러스터 이온을 실내로 방출한 경우의 방의 각 부분에서의 이온 농도가 나타나 있다. 여기에서, 플러스 이온 농도가 2000개/cm3 이상이고, 마이너스 이온 농도가 2000개/cm3 이상인 경우, 살균 효과가 확인된다.
도37에서는, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 주위에는 고농도의 이온이 존재하지만, 그 영역이 좁아 충분하다고 할 수 없다. 예를 들면, 냉장고 바깥 이온취출구(22)의 전방 10mm위치에서의 이온 농도는 약10만개/cm3이고, 이온발생장치(14)로부터 충분한 이온이 발생하고 있지만, 취출구 근방에 고농도의 이온이 정체된 상태로 되어 있고 방 전체에 확산하고 있지 않다.
또한, 방출하는 미소입자의 농도가 높은 영역을 확대하려면, 송풍기(12)의 회전수를 증가시키면 되지만, 이렇게 하면 송풍소음이 현저하게 증가하는 문제가 있었다. 또한, 방출하는 미소입자의 농도가 높은 영역을 확대하려면, 미소입자 발생 장치의 미소입자 생성량을 증가시키면 되지만, 예를 들면 상기 이온 발생 장치의 경우, 이온 발생 장치(14)로 인가하는 전압을 대폭적으로 증가시킬 필요가 있을 뿐만 아니라, 이온발생음의 증대 및 이온과 동시에 발생하는 오존량이 폭발적으로 증가하는 것과 같은 다른 문제가 발생하였다.
또한, 종래의 이온확산장치(110a)와 같이, 미소입자를 공기 중에 확산하는 미소입자 확산장치가 많은 가전 제품에 탑재되고 있는데, 어느 것이나 상기와 같이 미소입자의 확산 능력이 낮다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 미소입자 확산장치가 방출하는 미소입자의 도달 거리를 대폭적으로 연장함과 동시에, 광범위한 미소입자의 반송을 가능하게 하여, 미소입자의 효과 향상과 소음 저감을 실현하는 미소입자 확산장치를 제공하는 목적으로 한다. 또한 본 발명은 이러한 미소입자 확산장치를 구비한 냉장고를 제공하는 것도 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 송풍 경로가 시점으로부터 종점을 향해 서서히 단면(斷面)의 애스펙트(aspect)비가 변화하는 것을 특징으로 한다. 이러한 애스펙트비의 변화율을 적절하게 설정함으로써 취출구에서 방출되는 풍속의 감쇠를 억제할 수 있기 때문에, 미소입자의 도달 거리를 연장하고 광범위한 미소입자의 반송이 가능하게 된다.
또한, 상기 애스펙트비의 확대율이나 단면적의 확대율을 적절한 값으로 선정하면, 확산기(diffuser)의 효과가 얻어지고 미소입자의 송출 능력을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 송풍 경로의 종점에서의 단면의 애스펙트비 AR을 2≤AR≤20, 또는 5≤AR≤22, 바람직하게는 5≤AR≤20로 설정함으로써 취출구에서 송출되는 분사 흐름의 풍속 감쇠를 억제하고 미소입자의 도달 거리를 연장할 수 있다. 따라서, 비교적 먼 곳에 위치하는 미소입자의 농도를 높일 수 있다.
또한, 송풍 경로를 복수의 경로 또는 도풍판(導風板)으로 분할함으로써 취출구의 애스펙트비를 치수의 제약없이 용이하게 최적값으로 설정할 수 있는 동시에,미소입자를 균일하게 취출구로부터 방출할 수 있고 균일한 미소입자를 먼 곳까지 도달시킬 수 있다.
또한, 송풍 경로의 시점에서의 단면의 애스펙트비 AR는 AR≤2인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 취출구의 근방에 풍향 변경판을 설치함으로써 간단한 구성으로 미소입자 발생장치로부터 송출된 미소입자를 소망하는 방향으로 집중적으로 방출하거나, 광범위하게 살포할 수 있다.
또한, 본 발명은 정류(整流) 장치에 의해 미소입자 발생장치 근방을 흐르는 공기를 정류하고 흐트러짐이 적은 상태로 하여 미소입자 발생효율의 저하를 방지함과 동시에, 발생한 미소입자끼리의 충돌 확률을 저하시킬 수 있다. 예를 들면, 미소입자 발생장치가 플러스 이온과 마이너스 이온을 거의 같은 양으로 발생하는 이온 발생 장치인 경우에는, 발생한 플러스 이온과 마이너스 이온이 충돌에 의해 전하를 잃어 소멸하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 이온의 반송 효율의 저하를 방지할 수 있다. 즉, 흐트러짐을 미소입자 발생장치가 배치되는 상류 쪽에서 정류함으로써 미소입자 발생 효율의 저하나 미소입자 반송 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 좁아지는 부분(narrow portion)에 의해 난류(亂流)를 정류할 수 있고, 미소입자 발생장치 근방을 흐르는 공기를 정류하여 흐트러짐이 적은 상태로 할 수 있다. 따라서, 상기와 거의 동일한 효과를 특별한 장치를 사용하는 일 없이 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 미소입자 발생 장치의 미소입자 발생 부위 상의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 미소입자 발생 부위에 대향하는 송풍 경로의 폭을 w2라고 하면, 0.7×wl≤w2≤1.3×wl로 설정하거나, 바람직하게는 w2=wl로 설정함으로써 미소입자를 효율적으로 반송하고 확산시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 에어 필터에 의해 미소입자 확산장치 내부에 그을음이나 먼지의 침입을 막는 동시에, 미소입자 발생 장치로의 오염물의 부착을 방지하고 미소입자의 발생량이 시간에 따라 나빠지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 취출구를 냉장고 천장부에 설치하고 있기 때문에 미소입자를 보다 멀리까지 확산시킬 수 있고 냉장고의 주위의 공간에 존재하는 부유균 등의 미생물을 살균할 수 있는 공간을 확대할 수 있다. 따라서, 문짝의 개폐시 냉장고 바깥으로부터 안으로 부유균이 침입하는 것을 방지하고, 보다 위생적인 냉장고 내부 환경을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 취출구를 냉장고 전면(前面) 상부에 설치하고 있기 때문에 살균 작용을 보이는 미소입자를 냉장고의 전면 쪽으로 집중적으로 확산시킬 수 있다. 따라서, 문짝의 개폐시, 냉장고 바깥으로부터 안으로 부유균이 침입하는 것을 방지하고 위생적인 냉장고 내부 환경을 실현할 수 있다.
또한, 본 발명은 취출구로부터 수평면에 대해 아래쪽으로 미소입자를 방출하기 때문에, 냉장고 바깥의 공간에 효율적으로 살균 작용을 보이는 미소입자를 살포할 수 있다. 또한, 냉장고의 주위의 공간에 존재하는 부유균 등의 미생물은 중력에 의해 시간에 따라 침강하고 공간 하부에 축적하기 때문에, 수평면에 대해 아래쪽으로 이온을 송출함으로써 이들 미생물을 보다 효율적으로 살균할 수 있다. 특히, 살균 작용을 보이는 미소입자의 확산장치를 천장부 또는 전면 상부에 구비하고 있는 높이가 1700mm 내지 1800mm의 냉장고의 경우에는 상면(床面)으로부터의 높이가 1300mm 내지 1500mm인 위치에 효과적으로 살균작용을 보이는 미소입자를 살포할 수 있기 때문에, 사용자가 바이러스 등의 미생물을 호흡에 의해 체내에 흡인하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 의하면, 취출구의 애스펙트비를 최적으로 설정함으로써 미소입자 확산장치가 방출하는 미소입자(살균 작용을 보이는 미립자 등)의 도달 거리를 대폭적으로 연장하는 동시에, 광범위하게 미소입자의 반송을 가능으로 하여 미소입자의 효과 향상과 소음저감을 실현할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도3은 본 발명의 제1 실시형태의 유체 발생 장치 동작시에서의 유속 분포를 나타내는 도면이다.
도4는 포텐셜 코어(potential core)를 설명하는 개략도이다.
도5는 단면적이 일정할 때 취출구 근방의 단면의 애스펙트비와, 포텐셜 코어 길이와의 관계를 나타내는 도면이다.
도6은 높이가 일정할 때 취출구 근방의 단면의 애스펙트비와, 포텐셜 코어 길이와의 관계를 나타내는 도면이다.
도7은 본 발명의 제2 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도8은 본 발명의 제2 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도9는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 다른 유체 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도10은 본 발명의 제3 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
도11은 본 발명의 제4 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도12는 본 발명의 제4 실시 형태의 유체 발생 장치의 취출방향 변경판의 동작을 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도13은 본 발명의 제5 실시 형태의 팬 히터(fan heater)의 사시도이다.
도14는 본 발명의 제6 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도15는 본 발명의 제6 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도16은 본 발명의 제6 실시 형태의 이온확산장치를 구비한 냉장고의 정면도이다.
도17은 본 발명의 제6 실시 형태의 이온확산장치를 구비한 냉장고의 이온확산장치의 동작시 다다미 8개 크기의 방의 바닥면으로부터의 높이가 1700mm인 위치의 이온 농도 분포를 나타내는 도면이다.
도18은 본 발명의 제6 실시 형태의 이온확산장치를 구비한 냉장고와 실내의 이온농도분포의 계측 포인트와의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도19는 본 발명의 제7 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도20은 본 발명의 제7 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도21은 본 발명의 제8 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 사시도이다.
도22는 본 발명의 제9 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도23은 본 발명의 제10 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도24는 본 발명의 제11 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도25는 본 발명의 제11 실시 형태의 이온확산장치의 풍향변경판의 동작을 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도26은 본 발명의 제12 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도27은 본 발명의 제12 실시 형태의 이온확산장치의 풍향 변경 유닛의 동작을 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도28은 본 발명의 제13 실시 형태의 이온확산장치를 구비한 냉장고의 개략적인 측단면도이다.
도29는 본 발명의 제14 실시 형태의 미소입자 확산장치의 주요부를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도30은 본 발명의 제14 실시 형태의 미소입자 확산장치의 주요부를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도31은 본 발명의 제14 실시 형태에 관한 다른 실시 형태인 수증기 확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도32는 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도33은 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도34는 비교예1의 유체 발생 장치 동작시의 유속 분포를 나타내는 도면이다.
도35는 비교예2의 이온확산장치를 구비한 냉장고의 정면도이다.
도36은 비교예2의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도37은 비교예2의 이온확산장치를 구비한 냉장고의 이온확산장치 동작시 다 다미 8개 크기의 방의 바닥면으로부터의 높이가 1700mm인 위치의 이온 농도 분포를 나타내는 도면이다.
도38은 비교예3의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도39는 비교예3의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
도40은 비교예4의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도41은 비교예5의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도42는 비교예6의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다.
도43은 비교예6의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
이하에서는 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 설명의 편의상, 종래예와 동일의 부분에 관해서는 동일한 부호를 붙이고 각 실시 형태나 비교예에서 동일의 부분에 대해서도 동일한 부호를 붙이고 있다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태에 대해서 설명한다. 도1은 본 실시형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 도2는 본 실시형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다. 본 실시형태의 유체 발생 장치(1a)는, 기체나 액체 등의 유체를 내보내는 유체 송출 장치(2)와, 이러한 유체 송출 장치(2)로부터 내보내진 유체를 반송하는 유체 유통 경로(3)와, 이러한 유체 유통 경로(3)의 말단에 형성되고 유체를 분사 흐름으로 하여 송출하는 취출구(5)와, 도시하지 않은 제어부로 구성되어 있다. 유체는 유체 송출 장치(2)의 구동에 의해 반송되고, 유체 유통 경 로(3)를 흘러 취출구(5)로부터 분사 흐름가 되어 외부로 방출된다. 또한, 상기 도면의 화살표는 유체의 흐름을 나타내고 있다.
또한, 유체 유통 경로(3)에 있어서 취출구(5)의 상류부는 확대관부(擴大管部)(3b)로 구성되어 있고, 유체가 취출구(5)로 향함에 따라 높이가 서서히 감소함과 동시에 폭이 서서히 증가하며, 단면적이 매끄럽게 확대되는 구성으로 되어 있다. 또한, 유체 송출 장치(2)의 직후인 유체 유통 경로(3)의 시작점에 있어서, 확대관부(3b)의 단면 형상은 높이 45mm, 폭 45mm, 즉 애스펙트비:AR=1로 설정되어 있다. 그리고, 유체 유통 경로(3)의 종점, 즉 취출구(5)에 있어서는 높이 10mm, 폭360mm, 즉 애스펙트비:AR=36으로 설정되어 있다.
여기서, 애스펙트비란, 단면의 형상을 결정하는 길이의 파라미터 끼리의 비로서, 애스펙트비:AR=(기다란 쪽의 파라미터)/(짧은 쪽의 파라미터)로 결정되는 값이다. 따라서, 단면이 직사각형의 경우에는 애스펙트비:AR=(장변)/(단변)이고, 단면이 타원의 경우에는 애스펙트비:AR=(장축 직경)/(단축 직경)으로 표현된다. 예를 들면, 단면이 정방형인 경우에는 애스펙트비:AR=1이고, 장변과 단변의 비가 2:1인 장방형인 경우에는 애스펙트비:AR=2이며, 단면이 완전히 원인 경우에는 애스펙트비:AR=1로 된다. 따라서, 본 명세서 등에서의 애스펙트비는 항상 1이상의 값을 취한다.
또한, 확대관부(3b)에는 유체 송출 장치(2)의 하류부로부터 취출구(5)의 약간 상류부에 걸쳐서 복수의 안내판(6)이 설치되어 있고, 이러한 안내판(6)에 의해 확대관부(3b)의 안이 복수로 분할되어 있다. 본 실시형태에 있어서 확대관부(3b)는 3장의 안내판(6)에 의해 4분할되고, 구획되어진 각각의 유체 유통 경로(3)는 취출구(5)에 접근함에 따라서 애스펙트비가 커지도록 구성되며, 취출구(5)에 가까운 안내판(6)의 단부에서의 애스펙트비는 AR=9정도로 설정되어 있다. 또한, 3장의 안내판(6)은, 취출구(5)에서의 길이방향의 유속분포가 어디에서도 대략 동일하게 되도록 설치되어 있다. 따라서, 취출구(5)직후의 길이방향의 유속 분포는 취출구(5)의 어느 부분에 있어서도 대략 균일하게 된다.
도3은 유체 발생 장치(1a)의 사용예로서, 취출 유속이 1.5m/s인 공기를 송출한 경우의 유속 분포를 나타내는 도면이다. 상기 도면의 격자는 1 블록이 0.5m을 나타내고 있다. 또한, 취출구에서 송출되는 유체가 액체라도 정성적으로는 거의 같은 경향을 나타낸다. 후술하는 비교예1의 유체 발생 장치(100a)의 사용예(도34 참조)와 비교하면 명백한데, 도3에 의하면 취출구(5)로부터 송출된 유체의 도달 거리가 증가하고 또한 광범위한 영역에 유속이 빠른 유체를 반송할 수 있다는 것을 알 수 있다.
이하에서는, 본 실시형태의 유체 발생 장치(1a)가 비교예1의 유체 발생 장치(100a)에 비해, 유체 발생 장치의 능력이 대폭적으로 향상한 메카니즘에 대해서 설명한다. 분사 흐름의 유속은 취출구(5)로부터 취출된 직후부터 감쇠한다. 분사 흐름의 도달 거리는 분사 흐름의 포텐셜 코어의 길이에 관계한다. 도4는 포텐셜 코어를 설명하는 개략도이다. 일반적으로 취출구에서 송출한 직후의 분사 흐름 중앙부의 속도 분포는 한결같다. 이러한 한결같은 속도 부분은 양측으로부터 발달하는 자유 혼합층에 의해 침식되어 감소하고 일정 거리의 위치에서 소멸한다. 이 부분은 쐐기 모양이고 포텐셜 코어라고 불린다. 정지 유체 중으로 흘러나가는 자유 분사 흐름의 경우, 포텐셜 코어의 길이는 취출구 형상, 취출구 벽면에 접한 경계층의 상태, 초기 흐트러짐 등에 의해 다르지만, 2차원 난류 분사 흐름에서는 취출구 높이 또는 직경의 5 내지 7배 정도이고, 축대칭 난류 분사 흐름에서는 취출구 높이 또는 직경의 5 내지 8배 정도가 되는 것이 알려져 있다. 이러한 포텐셜 코어의 길이가 길어짐에 따라 분사 흐름의 도달 거리가 연장된다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1a)에 있어서는, 취출구(5)의 애스펙트비를 최적화하고 분사 흐름의 포텐셜 코어를 연장함으로써 보다 유속의 감쇠를 억제하고 있기 때문에, 유체의 도달 거리가 종래 기술(비교예1)에 비해 대폭적으로 연장되어 있다. 예를 들면, 취출구(5)의 높이를 일정하게 그리고 가로폭을 무한 길이로 설정하면, 이미 설명한 2차원 난류 분사흐름이 되고, 포텐셜 코어 길이는 취출구 높이 혹은 직경의 5 내지 7배 정도가 된다. 또한, 예를 들면, 취출구의 높이와 가로폭을 동일하게(AR=1) 설정하면, 축대칭 난류 분사 흐름과 동일하게 되고 포텐셜코어 길이는 취출구 높이 및 취출구 가로폭의 5 내지 8배 정도가 된다. 취출구(5)의 애스펙트비를 최적화하고, 예를 들면 취출구(5)의 높이에 대해 가로폭을 적절하게 설정해 주면, 포텐셜 코어 길이는 취출구 높이 뿐만 아니라 취출구 가로폭의 영향도 받기 때문에, 포텐셜 코어 길이는 취출구 높이와 폭의 평균값의 5 내지 8배 정도가 되고, 동일한 취출구 높이를 갖는 경우인 2차원 난류 분사흐름이나 축대칭 난류 분사흐름의 경우에 비해 비약적으로 연장된다.
도5 및 도6은 본 실시 형태의 유체 발생 장치(1a)에 있어서, 취출구(5) 근방 의 단면의 애스펙트비와, 포텐셜 코어 길이와의 관계를 나타내는 도면이다. 도5의 ■ 표시는 취출 유속, 취출 유량, 취출구 면적을 고정하고, 애스펙트비(취출구 폭/ 취출구 높이)를 변화시켰을 때의 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1(취출구가 정방형)이 되는 때의 포텐셜 코어 길이로 나눠 무차원화한 것이다. ○ 표시는 취출구 높이로부터 예측되는 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1이 되는 때의 포텐셜 코어 길이로 나눠 무차원화한 것이다. ◇ 표시는 취출구 높이와 폭의 평균값으로부터 예측되는 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1이 되는 때의 포텐셜 코어 길이로 나눠 무차원화한 것이다.
도5에 의하면, 실제의 포텐셜 코어 길이는 애스펙트비가 5정도까지는 취출구 높이와 폭의 평균값으로부터 예측되는 값으로 근사하고, 애스펙트비가 30이상에 있어서는 2차원 난류 분사흐름이 되어 취출구 높이로부터 예측되는 값으로 근사하며, 애스펙트비가 5-30인 영역에서는 앞선 2개의 예측값의 사이를 매끄럽게 연결하는 특성을 나타낸다. 도5에 의하면, 애스펙트비 2이상에서는 무차원 포텐셜 코어 길이가 애스펙트비 1에 비해 우위가 되고, 애스펙트비가 20이상에서는 우위성을 잃는다(2≤AR≤20).
도6의 ■ 표시는 취출 유속, 취출구 높이를 고정하고, 애스펙트비를 변화시켰을 때의 포텐셜 코어 길이를 애스펙트비가 1(취출구가 정방형)이 되는 때의 포텐셜 코어 길이로 나눠 무차원화한 것이다. 이 경우, 애스펙트비가 높게 됨에 따라서 취출구 면적 및 취출 유량이 증가한다. 도6에 의하면, 무차원 포텐셜 코어 길이로부터, 애스펙트비가 30이상에서 2차원 난류 분사흐름이 되어 있는 것을 알 수 있 다. 또한, 애스펙트비가 1이상에서 무차원 포텐셜 코어 길이가 애스펙트비 1에 비해 우위가 되고, 애스펙트비가 30이상에서 우위성을 잃는다. 또한, 현저한 우위성이 나타나는 것은 무차원 포텐셜 코어 길이가 3이상인 경우이고, 그 때의 애스펙트비는 5≤AR≤22이다.
따라서, 도5로부터 도출된 애스펙트비의 범위(2≤AR≤20)와, 도6으로부터 도출된 애스펙트비의 범위(5≤AR≤22)의 양쪽을 만족하는 5≤AR≤20의 범위가 최적의 애스펙트비라고 할 수 있다. 또한, 도5, 도6의 특성은 유체의 종류(물성), 취출구 형상, 취출구 벽면에 접한 경계층의 상태, 초기 흐트러짐 등에 의해 약간 값이나 특성이 다른 경우도 있다.
즉, 취출구 면적 및 취출구 유속이 같으면, 즉 동일 유량이면, 취출구(5)의 애스펙트비를 최적으로 함으로써 포텐셜 코어 길이, 즉 유체의 도달 거리를 연장할 수 있다. 바꿔 말하면, 같은 포텐셜 코어 길이, 즉 유체의 도달거리가 동일한 경우, 유량을 적게 할 수 있기 때문에 유체 송출 장치(2)의 소비전력 및 소음값을 저감할 수 있다.
또한, 유체 유통 경로(3) 및 확대관부(3b)의 종점의 단면적은, 시작점의 단면적에 비해 크게 설정되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서는, 유체 유통 경로(3) 및 확대관부(3b)는 확산기(diffuser)의 기능을 갖도록 설계되어 있고, 따라서 유체의 운동에너지를 정압(靜壓)으로 변환할 수 있어 유체 송출 장치(2)의 능력을 도울 수 있다. 따라서, 유체가 각 부분을 흐를 때 생기는 압력 손실 전부가 유체 송출 장치(2)에 걸리는 경우에 비해, 유량이 증가하고 소음도 낮아진다.
또한, 유체 송출 장치(2)의 애스펙트비, 즉 유체 유통 경로(3)의 시점의 애스펙트비는 AR≤2인 것이 바람직하지만. 유체 유통 경로(3)의 시작점의 애스펙트비가 큰 경우에 있어서도, 유체 유통 경로(3)의 종점의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20으로 설정하거나, 또는 유체 유통 경로(3)를 안내판(6)으로 분할하고 안내판(6)의 취출구(5)측의 단부에서의 유체 유통 경로(3)의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20으로 설정함으로써 상기에 가까운 효과를 얻을 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 도7은 본 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 평면단면도이고, 도8은 본 실시형태의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
본 실시 형태는 제1 실시형태의 안내판(6)이 폐지되는 대신에 유체 송출 장치(2)의 바로 하류부로부터, 유체 유통 경로(3)가 복수의 확대관부(3b)로 분할된다. 본 실시 형태에 있어서 유체 유통 경로(3)는 좌우로 2분할, 상하로 2분할되어 합계 4개의 확대관부(3b)로 분할되고, 따라서 취출구(5)는 4개가 설치된다. 또한, 분할되어 구획된 유체 유통 경로(3) 및 각각의 확대관부(3b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 취출구(5)의 위치에서의 애스펙트비는 10정도로 설정되어 있다. 그 밖의 구성은 제1 실시형태와 동일하다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1b)는 제1 실시형태에 비해 유속분포가 다르다. 즉, 유체 발생 장치(1b)의 전방으로의 분사 흐름의 도달 거리는 약간 짧아지지 만, 유체 발생 장치(1b)의 전방 공간에서의 상하방향의 분사 흐름의 반송영역을 확대할 수 있다.
또한, 취출구(5)의 형상은 높이 < 폭으로 한정되는 것은 아니다. 도9는, 본 실시형태에 관한 다른 유체 발생 장치를 나타내는 사시도이다. 이 유체 발생 장치(1c)의 취출구(5)의 형상은 높이 > 폭이고 유체 유통 경로(3)는 좌우로 2분할, 상하로 2분할되어 합계 4개의 확대관부(3b)로 분할된다. 따라서 취출구(5)는 4개가 설치된다. 또한, 분할되어 구획된 유체 유통 경로(3) 및 각각의 확대관부(3b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 취출구(5)의 위치에서의 애스펙트비는 10정도로 설정되어 있다. 그 밖의 구성은 유체 발생 장치(1b)와 동일하다. 이 유체 발생 장치(1c)는, 유체 발생 장치(1b)에 비해 유속 분포가 다르다. 즉, 유체 발생 장치(1c)의 전방으로의 분사 흐름의 도달 거리는 동등하고, 유체 발생 장치(1c)의 전방 공간에서의 상하방향의 분사 흐름의 반송 영역은 대폭적으로 확대되며, 좌우 방향의 분사 흐름의 반송 영역은 축소된다.
또한, 유체 송출 장치(2)의 애스펙트비, 즉 유체 유통 경로(3)의 시작점의 애스펙트비는 AR≤2인 것이 바람직하지만, 유체 유통 경로(3)의 시작점의 애스펙트비가 큰 경우에 있어서도 유체 유통 경로(3)의 종점의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20으로 설정하거나, 또는 유체 유통 경로(3)를 안내판(6)으로 분할하고 안내판(6)의 취출구(5)측의 단부에서의 유체 유통 경로(3)의 단면의 애스펙트비를 5≤AR≤20으로 설정함으로써 상기에 가까운 효과를 얻을 수 있다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 도10은 본 실시 형태의 유체 발생 장치를 나타내는 사시도이다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1d)는 제2 실시 형태에 관한 다른 실시 형태와 같이 취출구(5)의 형상이 높이 > 폭으로 되어 있다. 유체 유통 경로(3)는 좌우로 7분할, 상하로 2분할되어 합계 14개의 확대관부(3b)로 분할되고, 따라서 취출구(5)는 14개가 설치된다. 또한, 분할되어 구획된 유체 유통 경로(3) 및 각각의 확대관부(3b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 취출구(5)의 위치에서의 애스펙트비(이 경우, 취출구 높이/취출구 폭)은 8정도로 설정되어 있다. 그 밖의 구성은 제2 실시 형태에 관한 다른 실시 형태와 동일하다.
이러한 유체 발생 장치(1d)에 있어서는, 제2 실시 형태에 관한 다른 실시 형태에 대해 유속분포가 다르다. 즉, 유체 발생 장치(1d)의 전방으로의 분사 흐름의 도달 거리는 약간 짧아지고, 유체 발생 장치(1d)의 전방 공간에서의 상하 방향의 분사 흐름의 반송 영역은 대략 동등하며, 좌우방향의 분사 흐름의 반송 영역은 대폭적으로 확대된다. 즉, 유체 발생 장치(1d)의 전방의 상하좌우 방향의 광범위한 영역으로 분사 흐름을 반송하는 것이 가능하게 된다.
(제4 실시 형태)
다음으로, 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 도11은 본 실시 형태의 유체 발생 장치의 개략적인 평면 단면도이다.
본 실시 형태의 유체 발생 장치(1e)는, 제1 실시 형태의 취출구(5)근방에, 연동하여 회동하는 복수의 취출방향 변경판(9)이 추가되어 있고, 취출방향 변경판(9)의 방향을 변경함으로써 유체의 취출방향의 가변이 가능한 구성으로 되어 있다. 그 밖의 구성은 제1 실시형태와 동일하다.
복수의 취출방향 변경판(9)의 방향을 회전축(9a)을 중심으로 예를 들면 도12에 나타내는 바와 같이 변경함으로써 분사 흐름을 소망하는 방향으로 집중적으로 살포하거나, 광범위하게 살포할 수 있다. 유체 발생 장치(1e)를 가지는 기기는, 기기의 설치 장소에 따라 벽면이나 장애물 등의 영향에 의해 분사 흐름을 효과적으로 확산할 수 없는 경우가 있지만, 본 실시 형태의 유체 발생 장치(1e)의 경우에는, 취출방향 변경판(9)의 방향을 변경함으로써 벽면이나 장애물 등의 영향을 어느 정도 경감할 수 있다.
(제5 실시 형태)
다음으로, 제5 실시 형태에 대해서 설명한다. 도13은 본 실시 형태의 팬 히터(10)의 사시도이다. 본 실시 형태의 팬 히터(10)는 제2 실시 형태의 유체 발생 장치(1b)를 구비하고 있다.
일반적으로, 팬 히터로부터 취출된 따뜻한 공기는 풍속의 감쇠에 따라, 부력에 의해 크게 말아 올라가기 때문에, 도달 거리가 짧아진다. 본 실시 형태의 팬 히터(10)는 제2 실시형태의 유체 발생 장치(1b)를 구비하고 있기 때문에, 풍속의 감쇠가 억제되고, 따뜻한 공기가 감아 올라가는 것이 억제된다. 따라서, 바닥면을 따 라 따뜻한 공기가 흐른다. 이로써 팬 히터의 쾌적성이 대폭 높아지는 동시에, 풍량을 저감할 수 있고 소음도 작다.
또한, 제5 실시 형태에 관한 다른 실시 형태로서는, 팬 히터(10)의 유체 발생 장치(1b)를 도1, 도2에 나타낸 제1 실시형태의 유체 발생 장치(1a)로 변경하는 것이다. 이 경우, 제5 실시 형태에 대해, 따뜻한 공기의 유속 분포가 다르다. 즉,팬 히터(10)의 전방으로의 따뜻한 공기의 도달 거리는 약간 길어지고, 팬 히터(10)의 전방 공간에서의 상하 방향의 따뜻한 공기의 반송 영역이 축소된다.
또한, 제5 실시 형태에 관한 또 다른 실시 형태로서는, 팬 히터(10)의 유체발생 장치(1b)를 도9에 나타낸 제2 실시 형태에 관한 다른 유체 발생 장치(1c)로 변경하는 것이다. 이 경우, 제5 실시 형태에 대해, 따뜻한 공기의 유속 분포가 다르다. 즉, 팬 히터(10)의 전방으로의 따뜻한 공기의 도달 거리는 동등하고, 팬 히터(10)의 전방 공간에서의 상하 방향의 따뜻한 공기의 반송 영역은 대폭적으로 확대되며, 좌우 방향의 따뜻한 공기의 반송 영역은 축소된다.
(제6 실시 형태)
제6 실시 형태에 대해서 설명한다. 도14는 본 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 도15는 본 실시 형태의 이온확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이며, 도16은 본 실시 형태의 이온확산장치를 구비한 냉장고의 정면도이다.
본 실시 형태의 이온확산장치(11a)는, 송풍기(12)와, 송풍 경로(13)와, 방전 면(14a)을 송풍 경로(13)에 면하도록 설치한 이온 발생 장치(14)와, 도시하지 않은 제어부 등으로 이루어진다. 이온 발생 장치(14)의 구동에 의해 생성되는 이온은, 송풍기(12)의 구동에 의해 반송되고, 송풍 경로(13)를 흘러서 확산장치 취출구(15)로부터 외부로 방출된다. 또한, 도14 및 도15 중의 화살표는, 이 때의 기류의 상태를 나타내고 있다.
또한, 냉장고(20a)의 전면에 설치되는 개폐 문짝(21)의 상부에는, 상기 송풍 경로(13) 및 확산장치 취출구(15)가 연통하는 냉장고 바깥 이온 취출구(22)가 구비되고, 냉장고 바깥으로 이온이 방출, 확산되는 구성으로 되어 있다. 또한, 송풍기(12)의 흡입구 상류에는, 이온 확산장치(11a) 내부로의 그을음이나 먼지의 침입을 막기 위해 도시하지 않은 에어 필터가 설치되어 있다.
이온 발생 장치(14)는, H+(H20)n 및 02 -(H20)m 으로 된 이온을 발생시킬 수 있어, 사용 목적에 따라 플러스 이온에 비해 마이너스 이온을 많이 발생시키는 모드, 마이너스 이온에 비해 플러스 이온을 많이 발생시키는 모드, 및 플러스 이온과 마이너스 이온을 대략 같은 양의 비율로 발생시키는 모드의 전환이 가능하다. 이온발생 장치(14)의 방전면(14a)으로부터 발생한 이온은 송풍 경로(13)내로 방출되고, 송풍기(12)의 구동에 의해 확산장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 냉장고 바깥으로 취출된다.
특히, 이온 발생 장치(14)에 의해 플러스 이온(H+(H20)n 등)과 마이너스 이온 (02 -(H20)m 등)을 거의 같은 양 발생시키는 경우에는, 냉장고 바깥으로 방출된 H+(H20)n 및 02 -(H20)m은 미생물의 표면에서 응집되고 공기중의 미생물 등의 부유균을 둘러싼다. 그리고, 식 (1) 내지 (3)에 나타내는 바와 같이, 충돌에 의해 활성종인 [·OH](수산기 라디칼)이나 H2O2(과산화수소)를 미생물 등의 표면 상에서 응축생성하여 부유균의 살균을 수행한다.
H+(H20)n+02 -(H20)m →·OH+1/202+(n+m)H20 …(1)
H+(H20)n+H+(H20)n'+02 -(H20)m+02 -(H20)m' → 2·OH+02+(n+n'+m+m')H2O …(2)
H+(H20)n+H+(H20)n'+02 -(H20)m+02 -(H20)m' → H2O2+02+(n+n'+m+m')H2O …(3)
상기한 바와 같이, 플러스 이온과 마이너스 이온을 냉장고(20a)의 전방 주위의 냉장고 바깥 생활공간에 방출함으로써 이러한 생활 공간에 존재하는 부유균을 살균하고, 위생적인 생활공간을 제공함과 동시에, 개폐문짝(21)의 개폐시에 냉장고 바깥으로부터 안으로의 부유균의 침입을 억제하여 위생적인 냉장고 내부 환경을 실현할 수 있다.
또한, 송풍 경로(13)는, 좁아지는 부분(13a)과 확대관부(13b)를 구비하고 있다. 송풍기(12)로부터 확산장치 취출구(15)로 향하는 송풍 경로(13)에 있어서, 좁아지는 부분(13a)은 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 직전에 구비되어 있고, 송풍기(12)로부터 연통하는 송풍 경로(13)의 단면적은 좁아지는 부분(13a)에 있어서 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 접근함에 따라 매끄럽게 작아지는 형상을 보이고 있다. 상기 좁아지는 부분(13a)에 의해 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 흐르는 공기의 흐트러짐을 정류함과 동시에, 송풍기(12) 하류에 생기는 흐름의 편중, 이른바 편류(偏流)를 억제할 수 있다.
또한, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 폭을 wl, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 폭을 w2로 하면, w2=wl로 설정된다. 이 때문에, 이온 발생 장치(14) 하류부의 송풍 경로(13)내의 이온 농도가 흐름 방향에 수직인 평면 내에 있어서 대략 균일하게 된다.
여기에서, w2>1.3×wl로 설정하면, 흐름에 수직인 방향으로 이온 농도의 불균형이 생기기 때문에 바람직하지 않다. 특히, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 중앙과, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 중앙을 동일 위치로 일치시킨 경우에는, 이온은 확산 장치 취출구(15)의 중앙 부근에서 이온 농도가 높고, 양단에 있어서 이온 농도가 낮아진다. 또한, 송풍 경로(13)의 한쪽으로 방전면(14a)을 쏠리게 한 구조로 하면, 확산 장치 취출구(15)의 한쪽만 이온 농도가 높아지고, 다른 쪽에 있어서는 이온 농도가 낮아진다.
또한, w2<0.7×wl로 하면, 방전면(14a)으로부터 방출되는 이온이 기류에 올라타지 않기 때문에 비효율적이다. 따라서, 0.7×wl≤w2≤1.3×wl, 바람직하게는 w2=wl로 설정함으로써 이온을 효율적으로 반송하여 확산시킬 수 있다.
또한, 이온 발생 장치(14)로부터 확산장치 취출구(15)로 이르는 부분은 확대 관부(13b)로 구성되어 있고, 이온 발생 장치(14)로부터 확산장치 취출구(15)로 향함에 따라 단면적이 매끄럽게 확대하는 구성으로 되어 있다. 또한, 이온 발생 장치(14) 직후에서의 확대관부(13b)의 단면형상은, 높이 10mm이고 폭 30mm, 즉 애스펙트비:AR=3이고, 확대관부(13b)의 종점, 즉 확산장치 취출구(15)에 있어서는, 높이 8mm이고 폭 450mm, 즉 애스펙트비:AR=56으로 설정되어 있다.
또한, 확대관부(13b)에는 이온 발생 장치(14)의 하류부로부터 확산장치취출구(15)의 상류부에 걸쳐서 복수의 도풍판(16)이 설치되어 있고, 이러한 도풍판(16)에 의해 확대관부(13b)의 내부가 복수로 분할되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 확대관부(13b)는 6장의 도풍판(16)에 의해 7분할되고, 구획된 각각의 송풍 경로(13)는 확산장치 취출구(15)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되며, 확산장치 취출구(15)에 가까운 쪽의 도풍판(16)의 단부에서의 애스펙트비가 8정도로 설정되어 있다. 6장의 도풍판(16)은, 확산장치 취출구(15)에서의 길이 방향의 풍속 분포가 어디에서도 대략 동일하게 되도록 설정되어 있다. 따라서, 확산장치 취출구(15) 하류부의 이온 농도가 흐름 방향에 수직인 평면 내에 있어서 대략 균일하게 된다.
또한, 확대관부(13b)는 확산장치 취출구(15)에 접근함에 따라 아래로 기울어져 있다. 즉, 이온은 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 수평면에 대해 아래 방향으로 송출된다. 본 실시 형태에 있어서는, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)는, 바닥면으로부터 약 1700mm에 설치되어 있기 때문에, 수평면에 대해 아래방향으로 이온을 송출함으로써 냉장고 바깥 공간에 효율적으로 이온을 살포할 수 있다. 또한, 냉장 고의 주위의 공간에 존재하는 부유균 등의 미생물은 중력에 의해 시간의 경과에 따라 침강하고 공간 하부로 축적된다. 따라서, 수평면에 대해 아래방향으로 이온을 송출함으로써 이들 미생물을 보다 효율적으로 살균할 수 있다. 특히, 본 실시 형태의 경우에는, 바닥면으로부터의 높이가 1300mm 내지 1500mm인 위치에 효과적으로 이온을 살포할 수 있기 때문에, 사용자가 바이러스 등의 미생물을 호흡에 의해 체내에 흡인하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.
도17은, 실온 15℃의 방에 있어서, 본 실시 형태의 이온 확산 장치(11a)를 구비한 냉장고(20)의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터, H+(H20)n와 02 -(H20)m로 된 이온, 이른바 클러스터 이온을 실내에 방출한 경우의 방의 각 부분에서의 이온 농도를 나타내고 있다. 도18은 본 실시 형태의 냉장고와 실내의 이온 농도 분포의 계측 포인트와의 위치관계를 나타내는 도면이다. 방의 크기는 다다미 8개 크기(높이 2400mm, 가로 3600mm, 세로 3600mm)이고, 계측 포인트는 도18에 1점쇄선으로 나타낸 바와 같이 방의 바닥면으로부터의 높이가 1700mm인 단면이다. 또한, 이 때의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 풍속은, 취출구의 길이 방향의 어느 위치에 있어서도 대략 균일한 1.5m/s이고, 도18의 화살표는 이 때의 기류의 상태를 나타내고 있다. 또한, 이 때의 냉장고 전방 1m에서의 소음치는 22dB이다.
또한, 플러스 이온 농도가 2000개/cm3 이상이고 마이너스 이온 농도가 2000개/cm3이상일 때, 상기 살균 효과가 확인된다.
후술하는 비교예2의 이온 확산 장치(110a)와 비교하면 명백하지만, 도17에 의하면, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 취출된 이온은 방의 끝까지 도달하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 전방 10mm 위치에 있어서의 이온 농도는 약 1만개/cm3이고, 비교예2와 같이 취출구 근방에 고농도의 이온이 정체하는 일도 없다. 또한, 다다미 8개 크기의 방의 약 60% 이상의 영역에 있어서, 플러스 이온 농도가 2000개/cm3 이상이고 마이너스 이온 농도가 2000개/cm3 이상인 이온 농도를 나타내고 있고, 살균 효과를 나타내는 영역이 비교예2에 비해 현격하게 넓어져 있는 것을 알 수 있다.
이하에서는, 본 실시 형태의 이온 확산 장치(11a)가 비교예2의 이온 확산 장치(110a)에 대하여, 이온 확산 능력이 대폭적으로 향상한 메카니즘에 대해서 설명한다. 첫째로, 확대관부(13b)는 확산기(diffuser)의 기능을 갖도록 설계되어 있고, 따라서 기류의 운동에너지를 정압으로 변환할 수 있어 송풍기(12)의 송풍 능력을 도울 수 있다. 따라서, 도시하지 않은 에어 필터, 좁아지는 부분(13a), 그 밖의 송풍 경로(13)에 있어서 생기는 압력 손실 전부가 송풍기(12)에 걸리는 경우에 비해 송풍량이 증가하고 송풍기 소음도 낮아진다. 따라서, 비교예2에 비해 풍량이 큰 기류에 의해 이온을 반송하기 때문에, 확산 효율이 현격하게 상승한다. 이온 확산 장치(11a)는 비교예2에 비해 풍량이 약 2배이고, 이 때의 냉장고(29a) 전방 1m에서의 소음치는 비교예2와 같이 22dB이다.
두번째로, 상기 좁아지는 부분(13a)에 의해 이온 발생 장치(14)의 방전면 (14a) 근방을 흐르는 공기의 흐트러짐을 정류함과 동시에, 송풍기(12) 하류에 생기는 흐름의 편중, 이른바 편류를 억제하기 때문에, 기류의 흐트러짐이 비교예2에 비해 대폭적으로 억제되어 있다. 이온은 벽면이나 기타 장애물에 충돌함으로써 전하를 잃어 소멸한다. 또한, 이온 발생 장치(14)로부터 플러스 이온과 마이너스 이온의 양방을 대략 같은 양의 비율로 발생시키고 있는 경우에는, 플러스 이온과 마이너스 이온이 충돌함으로써 이온이 소멸한다. 즉, 기류가 흐트러져 있으면, 장애물과 이온 및/또는 이온끼리의 충돌에 의한 이온 소멸량이 많고, 기류가 정류되어 있으면, 장애물과 이온 및/또는 이온끼리의 충돌에 의한 이온 소멸량이 적어지고, 이 때문에 이온의 수명이 길어진다. 비교예2에 있어서는 약 3초에 이온 농도가 1/e로 감쇠하는 것에 비해, 본 실시형태에 있어서는 이온 농도가 1/e로 감쇠하는 시간이 약 5초까지 연장된다.
세번째로, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 흐르는 공기의 흐트러짐이나 편향을 억제하고 있기 때문에, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 흐르는 공기는 한결같게 된다. 이로써, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)상에서의 이온 발생 효율이 증가한다. 즉, 소망하는 이온 발생량을 확보하는데, 저전압 또는 저풍량으로 가능하게 되고, 소음 면에서도 유리하게 된다.
네번째로, 송풍 경로(13)와 이온 발생 장치(14)의 위치 관계를, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름에 수직인 방향의 폭과, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 폭을 동등하게 설정함으로써 흐름에 수직인 방향의 이온 농도의 불균형이 억제되고, 이온 발생 장치(14) 하류부의 송풍 경로(13) 내의 이온 농도가 흐름 방향에 수직인 평면 내에 있어서 대략 균일하게 되며, 이온을 효율적으로 기류에 올라타게 할 수 있다. 이 때문에 이온을 효율적으로 반송하고 확산시킬 수 있다.
다섯번째로, 취출구의 애스펙트비를 최적화하고, 분사 흐름의 포텐셜 코어를 연장함으로써 풍속의 감쇠를 억제하고 있기 때문에, 기류의 도달 거리가 비교예2에 비해, 대폭적으로 연장되어 있다. 포텐셜 코어의 설명, 포텐셜 코어의 연장에 의한 기류의 도달 거리 연장 메카니즘 및 효과에 관해서는, 제1 실시 형태와 동일하다. 따라서, 취출구 면적 및 취출구 풍속이 동일하고, 즉 동일 풍량이면 취출구의 애스펙트비를 최적함으로써 포텐셜 코어 길이, 즉 기류의 도달 거리를 연장할 수 있다. 바꿔 말하면, 동일한 포텐셜 코어 길이, 즉 기류의 도달거리가 동일한 경우, 풍량을 작게 할 수 있기 때문에, 송풍기(12)의 소비전력 및 소음치를 저감할 수 있다.
(제7 실시 형태)
다음으로, 제7 실시 형태에 대해서 설명한다. 도19는 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 도20은 본 실시 형태의 이온 확산 장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
본 실시 형태는 제6 실시 형태의 좁아지는 부분(13a)을 폐지하고, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 상류의 송풍 경로(13)에 정류 장치(17)가 마련되어 있다. 이것에 의해 이온발생장치(14)의 방전면(14a) 근방을 흐르는 공기의 흐트러짐을 정류할 수 있기 때문에, 제6 실시 형태에서의 좁아지는 부분(13a)의 효과를 얻을 수 있는 동시에, 제6 실시 형태에서의 좁아지는 부분(13a)에서 발생하고 있는 압력 손실을 없애고, 송풍 경로(13)에 있어서 생기는 압력 손실을 저감할 수 있다. 따라서, 송풍기(12)의 풍량을 증가 및/또는 송풍기(12)의 소음을 저감할 수 있다. 또한, 확대관부(13b)의 도풍판(16)이 폐지되고, 대신에 이온 발생 장치(14)의 바로 하류부로부터, 송풍 경로(13)가 복수의 확대관부(13b)로 분할된다. 본 실시 형태에 있어서 송풍 경로(13)는 좌우로 5분할, 상하로 3분할되어 합계 15개의 확대관부(13b)로 분할된다. 따라서, 확산장치 취출구(15)는 15개가 설치된다. 또한, 분할되어 구획된 송풍 경로(13) 및 각각의 확대관부(13b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 확산 장치 취출구(5)의 위치에서의 각각의 송풍 경로는 애스펙트비가 8정도로 설정되어 있다.
그 밖의 구성은 제6 실시 형태와 동일하고, 제6 실시 형태와 동일하게 송풍 경로(13) 및 확산장치 취출구(15)는, 냉장고(20a)의 전면(前面)에 설치되는 개폐 문짝(21)의 상부에 구비된 냉장고 바깥 이온 취출구(22)와 연통하고, 냉장고 바깥으로 이온이 방출되고 확산되는 구성으로 되어 있다.
본 실시 형태는 제6 실시 형태에 비해 이온의 분포가 다르다. 즉, 송풍 경로(13)의 압력손실 저감에 의한 풍량 증가 때문에, 냉장고의 전방으로의 이온의 확산 거리는 약간 증가하고, 냉장고의 전방 공간에서의 상하 방향의 이온 농도를 보다 균일화시키며, 냉장고의 전방 하부의 이온 농도를 증가시킬 수 있다.
또한, 확산장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 형상은, 높이 < 폭으로 한정되는 것이 아니다.
(제8 실시 형태)
다음으로, 제8 실시 형태에 대해서 설명한다. 도21은 본 실시 형태의 이온 확산장치를 나타내는 사시도이다.
본 실시 형태는, 제7 실시 형태의 송풍 경로(13) 및 확산장치 취출구(15)가, 제3 실시 형태의 유체 발생 장치(1d)의 유체 유통 경로(3) 및 취출구(5)와 동일하게 형성되어 있다. 따라서, 확산장치 취출구(15)의 형상은 높이 > 폭이고, 송풍 경로(13)는 좌우로 7분할, 상하로 2분할되어 합계 14개의 확대관부(13b)로 분할된다. 그 결과 확산장치 취출구(15)는 14개가 마련된다. 또한, 분할되어 구획된 송풍 경로(13) 및 각각의 확대관부(13b)는 취출구(5)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 확산장치 취출구(5)의 위치에서의 각각의 송풍 경로는 애스펙트비(이 경우, 취출구 높이/취출구 폭)가 8정도로 설정되어 있다.
그 밖의 구성은 제7 실시 형태와 동일하고, 제7 실시 형태와 동일하게 송풍 경로(13) 및 확산장치 취출구(15)는 냉장고(20)의 전면에 설치되는 개폐 문짝(21)의 상부에 구비된 냉장고 바깥 이온취출구(22)로 연통하고, 냉장고 바깥으로 이온이 방출, 확산되는 구성으로 되어 있다.
본 실시 형태는 제6 실시 형태에 비해 이온의 분포가 다르다. 즉, 냉장고의 전방으로의 이온의 확산 거리 및 냉장고의 전방 공간에서의 좌우 방향의 이온 확산 영역은 약간 감소하지만, 냉장고의 전방 공간에서의 상하 방향의 이온 확산 영역은 대폭 확대되고, 상하 방향의 이온 농도를 보다 균일화하고, 냉장고의 전방 하부의 이온 농도를 증가시킬 수 있다. 즉, 이온 확산장치(11c)의 전방의 상하 좌우 방향 의 광범위한 영역에 이온을 확산하는 것이 가능하게 된다.
(제9 실시 형태)
다음으로, 제9 실시 형태에 대해서 설명한다. 도22는 본 실시 형태의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
본 실시 형태는, 제7 실시 형태의 정류 장치(17)가 폐지되는 동시에, 이온 발생장치(14)의 배치가 다르고, 이온 발생 장치(14) 근방의 송풍 경로(13)의 형상 및 공기의 흐름이 다르다. 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)은 송풍기(12)로부터 송출되는 바람의 흐름을 방해하는 위치에 있고, 송풍기(12)로부터 송출된 공기는 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌하고 방전면(14a)으로부터 발생한 이온을 포함하며 이온 발생 장치(14)의 한쪽으로부터 송풍 경로(13)로 유출함으로써 정류 효과를 얻는다. 그 밖의 구성은 제7 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태의 이온 확산장치(11d)에 있어서는, 송풍기(12)로부터 송출된 공기가 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌할 때에 편류가 억제되기 때문에, 정류 장치(17)가 폐지되어 있음에도 불구하고, 제7 실시 형태와 대략 같은 효과를 얻을 수 있어, 코스트 면에서 유리하게 된다.
(제10 실시 형태)
다음으로, 제10 실시 형태에 대해서 설명한다. 도23은 본 실시 형태의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
본 실시 형태는, 제7 실시 형태의 정류 장치(17)가 폐지되는 동시에, 이온 발생장치(14)의 배치가 다르고, 이온 발생 장치(14) 근방의 송풍 경로(13)의 형상 및 공기의 흐름이 다르다. 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)은 송풍기(12)로부터 송출되는 바람의 흐름을 방해하는 위치에 있고, 송풍기(12)로부터 송출된 공기는 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌하고, 방전면(14a)으로부터 발생한 이온을 포함하며, 이온 발생 장치(14)의 상하 측으로부터 송풍 경로(13)로 유출함으로써 정류 효과를 얻는다. 그 밖의 구성은 제7 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태의 이온 확산장치(11e)에 있어서는, 송풍기(12)로부터 송출된 공기가 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)에 충돌할 때에 편류가 억제되기 때문에,정류 장치(17)가 폐지되어 있음에도 불구하고, 제7 실시 형태와 대략 같은 효과를 얻을 수 있어, 코스트 면에서 유리하게 된다.
(제11 실시 형태)
다음으로, 제11 실시 형태에 대해서 설명한다. 도24는 본 실시 형태의 이온 확산장치의 개략적인 평면 단면도이다.
본 실시 형태의 이온 확산장치(11f)는, 제6 실시 형태의 확산장치 취출구(15) 근방에, 연동하여 회동하는 복수의 풍향 변경판(19)이 추가되어 있고, 풍향 변경판(19)의 방향을 변경함으로써 이온의 취출방향을 가변가능한 구성으로 되어 있다. 그 밖의 구성은 제6 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태에 있어서는, 복수의 풍향 변경판(19)의 방향을, 회전축(19a)을 중심으로 예를 들면 도25에 나타내는 바와 같이 변경함으로써 이온을 소망하는 방향으로 집중적으로 살포하거나, 광범위하게 살포할 수 있다. 이온 확산장치(11f)를 가지는 기기(機器)는, 기기의 설치장소에 따라 벽면이나 장애물 등의 영향에 의해 효과적으로 이온을 확산할 수 없는 경우가 있지만, 본 실시 형태의 이온 확산장치(11f)의 경우에는, 풍향 변경판(19)의 방향을 변경함으로써 벽면이나 장애물 등의 영향을 어느 정도 경감할 수 있다.
(제12 실시 형태)
다음으로, 제12 실시 형태에 대해서 설명한다. 도26은 본 실시 형태의 이온 확산장치의 개략적인 평면 단면도이다.
본 실시 형태의 이온 확산장치(11g)는, 제6 실시 형태의 도풍판(16)이 생략 되어 있는 반면에, 확대관부(13b)에 풍향 변경 유니트(19b)가 추가되어 있다. 이러한 풍향 변경 유니트(19b)는, 도풍판의 기능을 가지는 3장의 판상부재가 일체로 성형되어 있고, 회전축(19a)을 중심으로 회동가능한 구성으로 되어 있으며, 상기 풍향 변경 유니트(19b)의 방향을 변경함으로써 이온의 취출방향을 가변시킬 수 있다. 그 밖의 구성은 제6 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태에 있어서는, 풍향 변경 유니트(19b)의 회동각도를, 예를 들면 도27에 나타낸 바와 같이 변경함으로써, 광범위로의 이온의 취출을 한쪽 만의 취출로 전환할 수 있다. 즉, 광범위하게 이온을 취출하는 경우, 한쪽으로만 이온을 취출하는 경우, 다른 쪽으로만 이온을 취출하는 경우의 3종류의 이온 취출 방향으로 전환하는 것이 가능하다.
또한, 제11 실시 형태의 이온 확산장치(11f)와 비교하여 가동부의 수가 적고, 부품 점수를 적게 할 수 있기 때문에, 코스트 면과 신뢰성 면에 있어서 우위성이 있다.
(제13 실시 형태)
다음으로, 제13 실시 형태에 대해서 설명한다. 도28은 본 실시 형태의 이온 확산장치 및 이를 구비한 냉장고의 개략적인 측단면도이다.
본 실시 형태의 이온 확산장치(11h)는, 제6 실시 형태의 송풍기(12)가 생략되어 있고, 송풍 경로(13)의 일부인 상승 기류 유통 경로(13c)는 냉장고(20b) 본체의 배면 및/또는 측면에 배치되어 있는 방열부(23)를 덮도록 배치되어 있다. 그 밖의 구성은 제6 실시 형태와 동일하다.
본 실시 형태의 냉장고(20b)가 동작하면, 냉장고(20b)의 압축기(24)로부터의 방열과, 냉장고(20b) 본체의 배면 및/또는 측면에 배치되고 도시하지 않은 열교환기의 열을 냉장고 바깥으로 방출하기 위한 방열부(23)로부터의 방열에 의해, 상승 기류 유통 경로(13c)내에 상승 기류(25)가 생기고, 도28에 나타내는 바와 같이 냉장고(20b)의 상부로 상승한다. 상승 기류(25)는 냉장고(20b)의 천장부를 통해 송풍 경로(13)를 따라 흐르고, 이온 발생 장치(14)를 통과할 때에 이온을 포함하며, 확산장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 냉장고 바깥으로 방출, 확산된다.
본 실시 형태에 있어서는, 송풍기(12)를 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 송풍기(12)로부터 발생하는 지배적인 송풍 소음을 없앨 수 있기 때문에, 대폭적인 저소음화가 가능하게 된다. 또한, 일반적으로 압축기(24) 근방에 설치되어 있는 도시하지 않은 싸이클용 송풍기에 의해 상승 기류의 상승을 돕는 구성으로 해도 좋다. 또한, 방전면(14a) 근방에 이온풍을 생성하지 않는 이온 발생 장치(14)를 사용하고, 이온 발생 장치(14)가 생성하는 이온풍에 의해 송풍하여도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제14 실시 형태)
다음으로, 제14 실시 형태에 대해서 설명한다. 도29는 본 실시 형태의 미소입자 확산장치의 주요부를 나타내는 개략적인 측단면도이고, 도30은 본 실시 형태의 미소입자 확산장치의 주요부를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다. 본 실시 형태의 미소입자 확산장치(30)의 주요부는 송풍기(12)와, 송풍 경로(13)와, 도시하지 않은 제어부로 구성되고, 미소입자는 송풍기(12)의 구동에 의해 반송되고, 송풍 경로(13)를 흘러 확산장치 취출구(15)로부터 외부로 방출된다. 또한, 송풍 경로(13)는 좁아지는 부분(13a)과 확대관부(13b)를 구비하고 있다.
좁아지는 부분(13a)은 송풍 경로의 높이가 서서히 감소함과 동시에 폭이 서서히 확대하고, 단면적으로서는 완만하게 감소하는 구성으로 되어 있다. 또한, 좁아지는 부분(13a)으로부터 확산장치 취출구(15)에 이르는 부분은 확대관부(13b)로 구성되어 있고, 확산장치 취출구(15)로 향함에 따라 단면적이 매끄럽게 확대되는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 좁아지는 부분(13a)의 종점위치에서 높이 12mm, 폭 30mm, 즉 애스펙트비:AR=2.5이고, 좁아지는 부분(13a)의 종점위치에서 높이 8mm, 폭40mm, 즉 애스펙트비:AR=5이며, 확대관부(13b)의 종점, 즉 확산장치 취출구(15)에 있어서는, 높이 8mm, 폭 450mm, 즉 애스펙트비:AR=56으로 설정되어 있다.
또한, 확대관부(13b)는, 좁아지는 부분(13a)의 하류부로부터 확산장치 취출구(15)의 상류부에 걸쳐 복수의 도풍판(16)이 설치되어 있고, 이러한 도풍판(16)에 의해 그 내부가 복수로 분할되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 확대관부(13b)는 6장의 도풍판(16)에 의해 7분할되고, 구획된 각각의 송풍 경로(13)는 확산장치 취출구(15)에 접근함에 따라 애스펙트비가 커지도록 구성되고, 확산장치 취출구(15)에 가까운 쪽의 도풍판(16)의 단부에서의 애스펙트비가 8정도로 설정되어 있다. 또한, 6장의 도풍판(16)은, 확산장치 취출구(15)에서의 길이 방향의 풍속 분포가 어디에서도 대략 동일하게 되도록 설정되어 있고, 따라서 확산장치 취출구(15) 하류부의 이온 농도가 흐름 방향에 수직인 평면 내에 있어서 대략 균일하게 된다.
상기 송풍계에, 소망하는 미소입자를 발생시키는 미소입자 발생 장치를 설치한다. 설치위치는, 도29, 도30에 나타내는 A 또는 B의 위치가 바람직하다. 즉 A의 위치는 송풍기(12)의 상류 쪽이고, 이 위치에 미소입자 발생 장치를 설치한 경우에는, 송풍기(12)의 혼합 능력에 의해 미소입자가 공기와 균일하게 혼합된다. 또한, B의 위치는 좁아지는 부분(13a) 또는 좁아지는 부분(13a)의 바로 하류부이고, 이 위치에 미소입자 발생 장치를 설치한 경우에는 좁아지는 부분(13a)의 정류 효과에 의해 미소입자가 공기와 비교적 균일하게 혼합된다.
상기 미소입자의 예로서는, 플러스 이온, 마이너스 이온, 클러스터 이온이라고 하는 전하를 가진 입자, 활성을 가진 라디칼(radical), 원자, 산소 분자, 물분자(수증기)라고 하는 각종 활성 분자, 살균 작용을 보이는 미소입자, 방향(芳香) 성분, 약효 성분, 공기 청정 장치에 의해 꽃가루나 먼지 등을 청정한 후의 깨끗한 공기, 그 외에 공기 중에 확산하여 효과를 발휘하는 미소 입자라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 제6 실시 형태와 동일하게 미소입자를 광범위한 영역에 확산할 수 있다. 또한, 좁아지는 부분(13a)을 대신하여 정류 장치나 정류부를 설치해도 된다. 또한, 도풍판(16)을 대신하여 송풍 경로(13)를 분할하고, 각각의 송풍 경로(13)의 종단부, 즉 확산장치 취출구(15)의 애스펙트비를 8정도로 설정해도 같은 효과를 얻을 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태에 관한 다른 실시 형태에 대해서 설명한다. 도31은,본 실시 형태의 미소입자 확산장치의 일례로서, 가습기 등에 탑재하는 수증기 확산장치(31)를 나타내는 개략적인 측단면도이다. 본 실시 형태의 수증기 확산장치(31)는 상기 미소입자 확산장치(30)에 추가되고, 도29 및 도30에 기재된 B의 위치에 수증기 취출구(32)가 설치되며, 수증기 취출구(32)와 연통하는 수증기 유통 경로(33) 및 수증기 발생 장치(34)가 설치된다. 수증기 발생 장치(34)는 예를 들면 도시하지 않은 물탱크와 물탱크 내의 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열 히터로 구성된다. 본 실시 형태에 의하면, 제14 실시형태와 동일하게 수증기를 광범위한 영역 에 확산할 수 있다.
또한, 본 발명의 냉장고에 있어서, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)는 냉장고 천장부에 설치해도 된다. 이 구성에 의하면, 살균 작용을 보이는 미소입자를 보다 멀리까지 확산할 수 있고, 냉장고의 주위의 공간에 존재하는 부유균 등의 미생물을 살균할 수 있는 공간을 확대할 수 있기 때문에, 개폐 문짝의 개폐 시에 냉장고 바깥으로부터 안으로 부유균이 침입하는 것을 방지하고, 보다 위생적인 냉장고 내부 환경을 실현할 수 있다.
이상, 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 적당한 변경을 가하여 실시된다. 또한, 이온확산장치 및 미소입자 확산장치는 냉장고 뿐만 아니라 다른 기기에 탑재해도 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(비교예1)
제1 실시형태와 비교하기 위한 비교예에 대해서 설명한다. 도32는 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 도33은 비교예1의 유체 발생 장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다. 비교예1의 유체 발생 장치(100a)는, 유체 송출 장치(2)와, 유체 유통 경로(3)와, 분사 흐름을 발생하는 취출구(5)와, 도시하지 않은 제어부로 구성되어 있다. 유체는 유체 송출 장치(2)의 구동에 의해 반송되고, 유체 유통 경로(3)를 흘러 취출구(5)로부터 분사 흐름으로 되어 외부로 방출된다. 또한, 상기 도면 중의 화살표는 유체의 흐름을 나타내고 있다.
또한, 도34는 상기 유체 발생 장치(100a)의 사용례로서, 높이 60mm, 폭 60mm의 형상을 보이는 취출구로부터, 취출유속 1.5m/s의 공기를 송출한 경우의 유속 분포를 나타내는 도면이다. 도면 중의 격자는 1 블록이 0.5m를 나타내고 있다. 또한, 취출구에서 송출되는 유체가 액체라도 거의 같은 경향을 나타낸다. 도34로부터, 비교예1의 유체발생장치(100a)는 분사 흐름의 도달거리가 짧다고 하는 문제가 있는 것을 알 수 있다.
또한, 비교예1의 유체 발생 장치(100a)는, 광범위로의 유체의 반송에 적합하지 않다고 하는 문제가 있는 것을 알 수 있다. 일반적으로, 종래 기술을 사용한 유체 발생 장치의 취출구 형상은 낮은 애스펙트비의 것이 많고, 이와 같은 취출구로부터 취출된 분사 흐름은 광범위하기 퍼지기 어렵고, 만일 퍼졌어도 유속이 대폭 저하해 버린다.
(비교예2)
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예2에 대해서 설명한다. 도35는 비교예2의 이온 확산장치를 구비한 냉장고의 정면도이고, 도36은 비교예2의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이다. 도35의 비교예2의 냉장고(200)의 천장부에는 비교예2의 이온 확산장치(110a)가 구비되어 있다.
비교예2의 이온 확산장치(110a)는 송풍기(12)와, 송풍 경로(13)와, 방전면(14a)을 송풍경로(13)에 면하도록 설치한 이온 발생 장치(14)와, 도시하지 않은 제어부로 이루어진다. 이온 발생 장치(14)의 구동에 의해 생성되는 이온은, 송풍기 (12)의 구동에 의해 반송되고, 송풍 경로(13)를 흘러 확산장치 취출구(15)로부터 외부로 방출된다. 또한, 도36의 화살표는 이 때의 기류의 상태를 나타내고 있다. 또한, 냉장고(200)의 개폐 문짝(21)의 상부에는, 상기 송풍 경로(13) 및 확산장치 취출구(15)가 연통하는 냉장고 바깥 이온 취출구(22)가 구비되고, 냉장고 바깥으로 이온이 방출, 확산되는 구성으로 되어 있다. 또한, 이온 확산장치(110a)의 송풍기(12)의 흡입구 상류에는, 이온 확산장치(110a) 내부로의 그을음이나 먼지의 침입을 막기 위해 도시하지 않은 에어 필터가 설치되어 있다.
이온 발생 장치(14)는 H+(H20)n와 02 -(H20)m 으로 된 이온을 발생시킬 수 있다. 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)으로부터 발생한 이온은 송풍 경로(13)내로 방출되고, 송풍기(12)의 구동에 의해 확산장치 취출구(15) 및 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 냉장고 바깥으로 취출된다.
상기한 바와 같이, 플러스 이온과 마이너스 이온을 냉장고(200)의 전방 주위의 냉장고 바깥 생활공간으로 방출함으로써, 이러한 생활 공간에 존재하는 부유균을 살균하고 위생적인 생활 공간을 제공하는 동시에, 개폐 문짝(21) 개폐시에 냉장고 바깥으로부터 안으로의 부유균의 침입을 억제하여 위생적인 냉장고 내부 환경을 실현할 수 있다.
도37은 실온 15℃의 방에 있어서, 비교예2의 이온 확산장치(110a)를 구비한 냉장고(200)의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)로부터 H+(H20)n와 02 -(H20)m 으로 된 이 온, 소위 클러스터 이온을 실내로 방출한 경우, 방의 각 부분에서의 이온 농도를 나타내고 있고, 방의 크기는 다다미 8개 크기(높이 2400mm, 가로 3600mm, 세로 3600mm)이고, 계측 포인트는 도18에 일점쇄선으로 나타낸 방의 바닥면으로부터의 높이가 1700mm인 단면이다. 또한, 이 때의 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 풍속은 1.5m/s이다. 또한, 이 때의 냉장고 전방 1m에서의 소음치는 22dB이다. 또한, 이 때의 이온 발생장치(14)의 제어 방법에 관련하여서는 제6 실시 형태와 동일하다.
도37에 의하면, 냉장고 바깥 이온 취출구(22)의 주위에는 고농도의 이온이 존재하지만, 그 영역은 좁고 반드시 충분하다고 할 수 없다. 비교예2의 냉장고 바깥 이온취출구(22)의 전방 10mm위치에서의 이온 농도는 약 10만개/cm3이고, 이온발생장치(14)로부터 충분한 이온이 발생하고 있지만, 취출구 근방으로 고농도의 이온이 정체한 상태로 되어 있고, 방 전체로 확산하고 있지 않다. 즉, 비교예2의 이온확산장치(110a)를 구비한 냉장고(200)는, 이온의 발생량에 비해 이온의 확산 능력이 낮다고 하는 문제가 있는 것을 알 수 있다.
이온 농도가 높은 영역을 확대하려면, 이온 확산장치(110a)의 송풍기(12)의 회전수를 증가시켜 주면 좋지만, 이러한 경우 송풍 소음이 현저하게 증가하는 문제가 생긴다. 또는, 이온 농도가 높은 영역을 확대하려면, 이온 발생 장치(14)에 의한 이온의 생성량을 증가시켜 주면 좋지만, 이 경우 이온 발생 장치(14)로 인가하는 전압을 대폭 증가시킬 필요가 있을 뿐만 아니라, 이온 발생음의 증대 및 이온과 동시에 발생하는 오존량이 폭발적으로 증가하는 문제가 생긴다.
비교예2의 이온 확산장치(110a) 및/또는 이온 발생 장치(14)와 같은 것이, 많은 가전 제품에 탑재되고 있는데, 어느 것이나 상기와 같이 이온 확산 능력이 낮다고 하는 문제가 있다.
(비교예3)
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예3에 대해서 설명한다. 도38은 비교예3의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 도39는 비교예3의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
비교예3의 이온 확산장치(110b)에서는, 제6 실시 형태의 좁아지는 부분(13a)이 폐지되어 있다. 이 때문에, 송풍 경로(3)의 압력 손실은 저감하지만, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a) 근방을 흐르는 공기의 흐트러짐을 정류할 수 없고, 송풍기(12) 하류에 생기는 흐름의 편향, 소위 편류를 억제할 수도 없다. 즉, 기류의 흐트러짐에 의한 이온끼리의 충돌 확률 상승 때문에 이온 소멸량이 많아지고 이온의 수명이 짧아지는 동시에, 기류의 흐트러짐이나 편향 때문에 방전면(14a) 근방을 흐르는 공기는 한결같게 되지 않으며, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)상에서의 이온 발생 효율이 저하한다. 즉, 소망하는 이온 발생량을 확보하는데 있어 더욱 높은 전압 또는 큰 풍량이 필요하게 되는 것 뿐만 아니라, 소음면에서도 불리하게 된다. 또한, 편향된 기류가 이온을 포함하여 확대관부(13b)를 흘러 확산장치 취출구(15)로부터 송출되기 때문에, 확산장치 취출구(15)에서의 길이 방향의 풍속 분포에도 편향이 생긴다. 따라서, 확산장치 취출구(15) 하류부의 이온 농도도 흐름 방향에 수직인 평면 내에 있어서 편향이 생기고, 이온의 확산 능력이 저하해 버린다.
(비교예4)
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예4에 대해서 설명한다. 도40은 비교예4의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 개략적인 단면도는 도15에 나타내는 제6 실시 형태와 완전히 동일하게 된다.
비교예4의 이온 확산장치(110c)는, 제6 실시 형태의 이온 확산장치(11a)와 비교하여 방전면(14a)과 그 근방의 송풍 경로(13)의 형상 및 배치가 다르다. 이온 발생장치(14)의 방전면(14a)의 흐름 방향에 수직인 방향의 폭을 wl, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 폭을 w2라고 하면, w2=2×wl로 설정하고, 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)의 흐름 방향에 수직인 방향의 중앙과, 방전면(14a)에 면하는 송풍 경로(13)의 중앙을 동일 위치로 일치시키는 구성으로 되어 있다. 이 때문에, 흐름 방향에 수직인 방향으로 이온 농도의 불균형이 생기고, 확산장치 취출구(15)의 중앙 부근에서 이온 농도가 높고, 양단에 있어서 이온 농도가 낮아진다. 특히, 송풍기(12)로부터 송출되는 공기의 편향이 크고, 기류가 송풍경로(13)의 좌우 중 어느 쪽의 벽면을 따라 흐르는 경우에는, 따라 흐르는 벽면의 하류측의 확산장치 취출구(15)의 풍속이 크고, 확산장치 취출구(15)의 그 외의 장소에서는 풍속이 작아진다. 따라서, 풍속이 작은 부분의 하류 영역의 이온 농도가 저하하는 동시에, 풍속이 큰 기류가 이온 발생 장치(14)의 방전면(14a)를 통과하지 않기 때문에, 이온 발생 효율도 대폭적으로 저하하고, 이온의 확산 능력이 저하해 버린다.
(비교예5)
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예5에 대해서 설명한다. 도41은 비교예5의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 개략적인 측단면도는 도15에 나타내는 제6 실시 형태와 완전히 동일하게 된다.
비교예5의 이온 확산장치(110d)는, 제6 실시 형태의 이온 확산장치(11a)의 도풍판(16)이 폐지되어 있다. 이 때문에, 확대관부(13b)의 좌우의 벽면으로부터 기류가 분리되고, 확산 효과가 얻어지지 않는 동시에, 도41에 나타내는 C의 영역에 소용돌이 영역이 생기고, 송풍 효율이 저하한다. 또한 기류가 좌우로 광범위하게 확산하지 않아 확산장치 취출구(15)의 중앙부 부근으로 편향되어 흐르기 때문에, 이온도 좌우 방향으로 광범위하게 확산하지 않고 한 방향으로만 분포한다. 또한, 확산장치 취출구(15)에서의 애스펙트비가 최적화되어 있지 않기 때문에, 기류의 도달 거리도 단축된다. 따라서, 이온의 확산 능력이 저하하게 된다.
(비교예6)
제6 실시 형태와 비교하기 위한 비교예6에 대해서 설명한다. 도42는 비교예6의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 평면 단면도이고, 도43은 비교예6의 이온 확산장치를 나타내는 개략적인 측단면도이다.
비교예6의 이온 확산장치(110e)는, 비교예3에서 추가로 이온 발생 장치의 설치 위치를 변경한 구성으로 된다. 즉, 비교예3에 있어서는 이온 발생 장치(14)의 길이 방향을 기류의 흐름과 수직이 되도록 배치하고 있었던 것에 비해, 비교예6에 있어서는, 이온 발생 장치(14)의 길이 방향을 기류의 흐름과 평행으로 하는 동시에, 확대관부(13b)의 우측의 측벽에 배치하고 있다. 이 때문에, 비교예3의 문제 외에, 이온 발생장치(14)가 설치되어 있는 확대관부(13b)의 우측의 측벽의 하류에 위치하는 확산장치 취출구(15)의 우측으로부터 송출되는 이온의 농도가 높고, 확산장치 취출구(15)의 좌측 및 중앙부로부터 송출되는 이온의 농도가 낮아지는 불균형이 생긴다. 즉, 이온은 좌우방향으로 광범위하게 확산하지 않아 한 방향(우측 방향)으로만 분포하기 때문에, 이온의 확산 기능이 저하해 버린다.
본 발명의 미소입자 확산장치는, 클러스터 이온이나 수증기의 확산장치로서 이용가능하고, 냉장고를 위시한 각종 전자제품에 탑재할 수 있다.

Claims (21)

  1. 미소입자 발생 부위로부터 미소입자를 발생하는 미소입자 발생 장치와, 상기 미소입자 발생장치로부터 발생하는 미소입자가 반송되고 단부(端部)의 취출구로부터 반송된 미소입자를 방출하는 송풍 경로를 구비한 미소입자 확산장치에 있어서,
    상기 송풍 경로는, 상기 미소입자 발생부위로부터 상기 취출구를 향해 높이가 서서히 감소함과 동시에 폭이 서서히 증가하고, 상기 미소입자 발생부위로부터 상기 취출구를 향해 서서히 단면의 애스펙트비가 커지는 것을 특징으로 하는 미소입자 확산장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 송풍 경로의 상기 취출구에서의 단면의 애스펙트비 AR이 2≤AR≤20인 것을 특징으로 하는 미소입자 확산장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 송풍 경로의 상기 취출구에서의 단면의 애스펙트비 AR이 5≤AR≤22인 것을 특징으로 하는 미소입자 확산장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 송풍 경로가 복수의 경로로 분할되고, 각 경로는 반송된 미소입자를 방출하는 취출구를 구비하고, 각 경로의 취출구의 단면의 애스펙트비 AR이 5≤AR≤20인 것을 특징으로 하는 미소입자 확산장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 송풍 경로에는 도풍판에 의해 구획된 복수의 경로가 설치되고, 각 경로는 반송된 미소입자를 방출하는 취출구를 구비하고, 상기 도풍판으로 구획된 각 경로의 취출구의 단면의 애스펙트비 AR이 5≤AR≤20인 것을 특징으로 하는 미소입자 확산장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제1항, 제4항, 제5항, 제7항, 제8항 중 어느 한 항에 기재된 미소입자 확산장치를 구비한 것을 특징으로 하는 냉장고.
  18. 삭제
  19. 제17항에 있어서,
    상기 취출구를 냉장고 전면(前面) 상부에 설치하는 것을 특징으로 하는 냉장 고.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 취출구로부터, 수평면에 대해 아래쪽으로 미소 입자를 방출하는 것을 특징으로 하는 냉장고.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 미소입자 발생부위가 설치된 위치에 있어서의 상기 송풍경로의 단면의 애스펙스비 AR은 AR≤2이고, 상기 미소입자 발생장치에 있어서의 상기 미소입자 발생부위를 통과하는 유체의 흐름에 대해 대략 수직인 방향의 폭을 w1, 상기 미소입자 발생부위에 대향하는 상기 송풍경로의 폭을 w2로 하면, 0.7×wl≤w2≤1.3×wl인 것을 특징으로 하는 냉장고.
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