特許 7154536 空気砲装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-10-07

(45)【発行日】2022-10-18

(54)【発明の名称】空気砲装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 4/00 20060101AFI20221011BHJP

   A61L 9/12 20060101ALI20221011BHJP

   A61L 9/01 20060101ALI20221011BHJP

   A61L 9/03 20060101ALI20221011BHJP

【ＦＩ】

B01J4/00 102

A61L9/12

A61L9/01 Q

A61L9/03

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2018164794

(22)【出願日】2018-09-03

(65)【公開番号】P2020037071

(43)【公開日】2020-03-12

【審査請求日】2021-07-09

(73)【特許権者】

【識別番号】593006630

【氏名又は名称】学校法人立命館

(73)【特許権者】

【識別番号】599002043

【氏名又は名称】学校法人 名城大学

(74)【代理人】

【識別番号】100111567

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 寛

(72)【発明者】

【氏名】野間 春生

(72)【発明者】

【氏名】柳田 康幸

【審査官】長谷部 智寿

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００８／０７２７４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２５５４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３２３５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／０９３７２１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５８－１４０４９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ ４／００

Ａ６１Ｌ ９／００－９／２２

Ｇ０９Ｆ １９／００

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の通気孔が形成された吐出部材と、
前記複数の通気孔から空気を吐出させる空気圧回路と、
複数の前記通気孔から吐出された空気の速度分布を可変にすべく、開閉を個別に切替可能である複数の弁と、
前記複数の弁の開閉を個別に制御する制御部と、を備え、
前記複数の弁の開閉を個別に制御することは、空気が吐出される前記複数の通気孔が存在する範囲である吐出範囲の中心側と外縁側との速度を異ならせる制御を含み、
前記吐出範囲の中心側と外縁側との速度を異ならせる制御は、解放された前記弁に接続された通気孔の密度が、前記吐出範囲の中心側と外縁側とで異なるように、前記複数の弁の開閉を個別に制御することを含む
空気砲装置。

【請求項2】

前記複数の通気孔は、負圧による吸引専門の通気孔を含む
請求項１に記載の空気砲装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記吸引専門の通気孔が、前記速度分布が形成された後に吸引されるように制御する
請求項２に記載の空気砲装置。

【請求項4】

複数の通気孔が形成された吐出部材と、
前記複数の通気孔から空気を吐出させる空気圧回路と、
複数の前記通気孔から吐出された空気の速度分布を可変にすべく、開閉を個別に切替可能である複数の弁と、
前記複数の弁の開閉を個別に制御する制御部と、を備え、
前記複数の通気孔は、負圧による吸引専門の通気孔を含み、
前記複数の弁の開閉を個別に制御することは、前記吸引専門の通気孔が、前記速度分布が形成された後に吸引されるように制御することを含む
空気砲装置。

【請求項5】

前記制御部は、空気が吐出される前記複数の通気孔が存在する範囲である吐出範囲の中心側と外縁側との速度を異ならせる
請求項４に記載の空気砲装置。

【請求項6】

前記制御部は、解放された前記弁に接続された通気孔の密度が、前記吐出範囲の中心側と外縁側とで異なるように、前記複数の弁の開閉を個別に制御する
請求項５に記載の空気砲装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記吐出範囲の中心側と外縁側とで前記通気孔からの空気の吐出時間が異なるように、前記弁を開閉する時間を個別に制御する
請求項５に記載の空気砲装置。

【請求項8】

前記複数の弁の開閉を個別に制御することは、前記複数の通気孔のうち、少なくとも１つの通気孔から空気を吐出させ、少なくとも他の１つの通気孔から空気を吐出させないように制御することを含む
請求項１～７のいずれか１項に記載の空気砲装置。

【請求項9】

前記空気圧回路は、前記弁に供給される空気の圧力を調整する調整部をさらに含む
請求項１～８のいずれか１項に記載の空気砲装置。

【請求項10】

前記空気圧回路は、前記複数の弁のうち、少なくとも１つの弁には第１圧力の空気が供給され、少なくとも他の１つの弁には、前記第１圧力とは異なる第２圧力の空気が供給されるように構成されている
請求項１～９のいずれか１項に記載の空気砲装置。

【請求項11】

前記速度分布は、渦輪の進行方向の速度、及び、前記渦輪の進行方向と逆向きの速度を含む
請求項１～１０のいずれか１項に記載の空気砲装置。

【請求項12】

前記制御部は、前記速度分布が前記複数の通気孔が存在する範囲である吐出範囲の中心に対して点対称の速度分布となるように、前記複数の弁の開閉を個別に制御する
請求項１～１１のいずれか１項に記載の空気砲装置。

【請求項13】

前記制御部は、前記速度分布が前記複数の通気孔が存在する範囲である吐出範囲内の第１の直線に線対称であり、前記第１の直線に直交する第２の直線に線対称とならないように、前記複数の弁の開閉を個別に制御する
請求項１～１２のいずれか１項に記載の空気砲装置。

【請求項14】

前記複数の通気孔のうちの少なくとも１つの通気孔から放出される空気に香り成分を供給する供給機構をさらに備える
請求項１～１３のいずれか１項に記載の空気砲装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、空気砲装置に関する。

【背景技術】

【0002】

空気砲の原理を利用した空気砲装置が様々提案されている。空気砲装置は、発射される渦輪に香り成分を混入させることによって、遠隔で香りをピンポイントで利用者に提供することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第ＷＯ２００８／０７２７４４号

【発明の概要】

【0004】

空気砲装置を香りの提供に利用する場合などにおいては、様々な環境下において、空気砲装置から発射される渦輪を目標位置に正確に、意図した風量、風速で到達させることが求められる。そのため、空気砲装置で渦輪の発射の条件を容易に変更できることが望まれる。

【0005】

ここで、国際公開第ＷＯ２００８／０７２７４４号（特許文献１）には、複数の通気孔が形成された空気砲装置が提案されている。しかしながら、特許文献１は、渦輪の発射の条件を変更するための構成を開示していない。

【0006】

ある実施の形態に従うと、空気砲装置は、複数の通気孔が形成された吐出部材と、複数の通気孔から空気を吐出させる空気圧回路と、複数の通気孔から吐出された空気の速度分布を可変にすべく、開閉を個別に切替可能である複数の弁と、複数の弁の開閉を個別に制御する制御部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、空気砲装置の端板の正面概略図である。

【図2】図２は、空気砲装置の構成を示す側方概略図である。

【図3】図３は、一般的な空気砲装置によって発生する渦輪を説明するための図である。

【図4】図４Ａは、第１の吐出制御を説明するための概略図である。図４Ｂは、吐出時間を変化させたときの吐出範囲から吐出された空気の速度分布を示す概略図である。

【図5】図５は、第１の吐出制御の他の例を説明するための概略図である。

【図6】図６は、第２の吐出制御を説明するための概略図である。

【図7】図７は、第２の実施の形態に係る空気砲装置の構成を説明するための概略図である。

【図8】図８は、第２の実施の形態に係る空気砲装置から吐出される空気の速度分布を説明するための図である。

【図9】図９は、第２の実施の形態に係る空気砲装置から吐出される空気の速度分布の他の例を説明するための図である。

【図10】図１０は、香り成分を供給する供給機構としての噴霧装置を備えた空気砲装置の側方概略図である。

【図11】図１１の（Ａ）～（Ｅ）は、それぞれ、第１の実験での吐出のＯＮ／ＯＦＦの条件のパターン１～５を示す図であって、空気砲装置１００の概略正面図である。

【図12】図１２の（Ａ）～（Ｃ）は、図１１のパターン１～３の実験結果を表した図である。

【図13】図１３の（Ｄ），（Ｅ）は、図１１のパターン４，５の実験結果を表した図である。

【図14】図１４は、第２の実験の実験結果を表した図である。

【図15】図１５は、第２の実験の実験結果を表した図である。

【図16】図１６は、第２の実験の実験結果を表した図である。

【図17】図１７は、第２の実験の実験結果を表した図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

［１．空気砲装置の概要］

【0009】

（１）本実施の形態に含まれる空気砲装置は、複数の通気孔が形成された吐出部材と、複数の通気孔から空気を吐出させる空気圧回路と、複数の通気孔から吐出された空気の速度分布を可変にすべく、開閉を個別に切替可能である複数の弁と、複数の弁の開閉を個別に制御する制御部と、を備える。

【0010】

複数の通気孔から吐出された空気の速度分布を可変にすべく、開閉を個別に切替可能である複数の弁が設けられ、制御部が複数の弁の開閉を個別に制御することによって、複数の通気孔から吐出された空気の速度分布を離散的に変化させることができる。

【0011】

（２）好ましくは、複数の弁の開閉を個別に制御することは、複数の通気孔のうち、少なくとも１つの通気孔から空気を吐出させ、少なくとも他の１つの通気孔から空気を吐出させないように制御することを含む。これにより、吐出範囲を変化させることができる。その結果、空気砲装置で吐出される空気の範囲、つまり、渦輪のサイズを可変にできる。また、吐出される空気の速度を維持して吐出範囲を変更可能なことから、渦輪の進行速度を、渦輪のサイズに関わらず同じとすることができる。

【0012】

（３）好ましくは、制御部は、空気が吐出される前記複数が存在する範囲である吐出範囲の中心側と外縁側との速度を異ならせる。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を、渦輪ができる速度分布である、中心付近を頂点とする凸形状などにすることができる。その結果、空気砲装置から吐出された空気によって渦輪を形成される確率を高めることができる。

【0013】

（４）好ましくは、制御部は、解放された弁に接続された通気孔の密度が、吐出範囲の中心側と外縁側とで異なるように、複数の弁の開閉を個別に制御する。弁を開放する通気孔の密度が高い範囲から吐出された空気の速度は速く、密度が低い範囲から吐出された空気の速度は遅い。そのため、弁を開放する通気孔の密度を吐出範囲の中心側と外縁側とで異ならせるように弁を開閉することで、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を凸形状、又は、凹形状、つまり、渦輪が生成される速度分布とすることができる。これにより、吐出範囲に含まれる複数の通気孔から吐出された複数の空気流で渦輪が生成される可能性を向上できる。

【0014】

（５）好ましくは、制御部は、記吐出範囲の中心側と外縁側とで通気孔からの空気の吐出時間が異なるように、弁を開閉する時間を個別に制御する。吐出時間を長くすることは弁の開放時間を長くすることであり、吐出時間を短くすることは弁の開放時間を短くすることである。吐出時間が長い範囲から吐出された空気の速度は速く、吐出時間が短い範囲から吐出された空気の速度は遅い。そのため、吐出時間を異ならせるように弁を開閉することで、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を凸形状、又は、凹形状、つまり、渦輪が生成される速度分布とすることができる。これにより、吐出範囲に含まれる複数の通気孔から吐出された複数の空気流で渦輪が生成される可能性を向上できる。

【0015】

（６）好ましくは、空気圧回路は、弁に供給される空気の圧力を調整する調整部をさらに含む。調整部は、例えば、レギュレータ、又は、ポンプである。これにより、弁に供給される空気の圧力を調整でき、その結果、吐出される空気の速度を調整できる。

【0016】

（７）好ましくは、空気圧回路は、複数の弁のうち、少なくとも１つの弁には第１圧力の空気が供給され、少なくとも他の１つの弁には、第１圧力とは異なる第２圧力の空気が供給されるように構成されている。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を可変にできる。その結果、空気砲装置で渦輪が生成される可能性をより向上できると考えられる。

【0017】

（８）好ましくは、速度分布は、渦輪の進行方向の速度、及び、渦輪の進行方向と逆向きの速度を含む。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度分布のコントラストを大きくできる。その結果、空気砲装置で渦輪が生成される可能性をより向上できると考えられる。

【0018】

（９）好ましくは、複数の通気孔は、負圧による吸引専門の通気孔を含む。これにより、例えば本空気砲装置を香り成分の運搬装置として用いる場合、放出する香り成分に吸引された香り成分が混入すること（コンタミ）を防止できる。

【0019】

（１０）好ましくは、制御部は、吸引専門の通気孔が、速度分布が形成された後に吸引されるように制御する。これにより、例えば本空気砲装置を香り成分の運搬装置として用いる場合、香り成分を放出した後に、放出した香り成分が吸引される。そのため、連続して異なる香り成分を放出する場合に、先の香り成分が後の香り成分に混入すること（コンタミ）を防止できる。

【0020】

（１１）好ましくは、制御部は、速度分布が吐出範囲の中心に対して点対称の分布となるように、複数の弁の開閉を個別に制御する。これにより、吐出範囲から吐出される空気の速度分布を、吐出範囲の中心に対して概ね点対称にできる。この結果、吐空気砲装置で渦輪が生成される可能性をより向上できることが、発明者の実験によって検証されている。また、生成された渦輪が直進しやすいことも発明者の実験によって検証されている。

【0021】

（１２）好ましくは、制御部は、速度分布が吐出範囲内の第１の直線に線対称であり、第１の直線に直交する第２の直線に線対称とならないように、複数の弁の開閉を個別に制御する。これにより、吐出範囲から吐出される空気の速度分布が、第２の直線に対して非対称の分布となる。その結果、吐空気砲装置から発射された渦輪が、第２の直線を軸としてカーブして進行すると考えられる。

【0022】

（１３）好ましくは、空気砲装置は、複数の通気孔のうちの少なくとも１つの通気孔から放出される空気に香り成分を供給する供給機構をさらに備える。これにより、渦輪を利用して香り成分を運搬することができる。

【0023】

［２．空気砲装置の例］
［２．１ 第１の実施の形態］
＜２．１．１ 空気砲装置の構成＞
図１及び図２は、第１の実施の形態に係る空気砲装置１００を示している。図１を参照して、空気砲装置１００は、空気が吐出される吐出部材である端板１０を備える。

【0024】

端板１０は、端板１０の厚さ方向に貫通する複数の通気孔１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆを有する。なお、通気孔１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆを代表させて通気孔１１とも称する。ここでは、複数の通気孔１１は、概ね、同じ大きさとする。後述のように一般的な空気砲装置１００α（図３参照）では、一つの孔から吐出される空気によって単一の渦輪が形成されるのに対して、実施の形態に係る空気砲装置１００では、複数の通気孔１１からほぼ同時に吐出される空気によって単一の渦輪が形成される。すなわち、空気砲装置１００では、複数の通気孔１１から離散的に吐出される空気の集まりによって、単一の渦輪が形成される。

【0025】

端板１０は、空気が吐出される吐出面である正面１０ａと、正面１０ａの反対面である背面１０ｂと、を有している。複数の通気孔１１は、それぞれ、正面１０ａから背面１０ｂに貫通した貫通孔である。通気孔１１の正面１０ａ側は、開口しており、空気の吐出口になっている。通気孔１１の背面１０ｂ側は、後述する空気圧回路１３から空気が供給される供給口になっている。図１に示すように、複数の通気孔１１は、端板１０の正面１０ａ内に分散して配置されている。図１の例では、正面１０ａは、矩形であり、複数の通気孔１１は、正面１０ａ内の位置Ｏを中心とする複数の同心円Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６の円周上に配置されている。

【0026】

なお、同心円Ｃ１の半径はＲ１であり、同心円Ｃ２の半径はＲ２であり、同心円Ｃ３の半径はＲ３であり、同心円Ｃ４の半径はＲ４であり、同心円Ｃ５の半径はＲ５であり、同心円Ｃ５の半径はＲ６である（Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５＞Ｒ６）。

【0027】

なお、図２においては、説明の簡便のために通気孔１１を簡略化して、２つの同心円周１１Ａ，１１Ｂ上に配置された通気孔１１Ａ，１１Ｂのみが示され、通気孔１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆは省略されている。

【0028】

図２を参照して、通気孔１１の端板１０の裏面１０ｂ側の供給口には、図示しない接続部が取り付けられている。複数の通気孔１１の接続部それぞれには、後述の空気圧回路１３が備える気流管１２が接続されている。空気圧回路１３は、気流管１２内の空気に圧力を印加し、当該気流管１２が接続した通気孔１１から放出させるための機構である。

【0029】

空気圧回路１３は、各気流管１２に設けられた弁３３と、弁３３に供給される空気の圧力を調整する調整部１３Ａと、を含む。調整部１３Ａは、一例として、１つのポンプ３１と、ポンプ３１と弁３３との間に設けられたレギュレータ３２と、ポンプ３１とレギュレータ３２との間に設けられた圧力タンク３４と、を含む。ポンプ３１は、加圧された空気を出力する。

【0030】

レギュレータ３２は、ポンプ３１から出力された空気の圧力を調整する。レギュレータ３２は、圧力が調整された空気を、複数の通気孔１１に供給する。レギュレータ３２と複数の通気孔１１との間は、気流管１２，１２Ａによって接続されている。気流管１２，１２Ａは、レギュレータ３２に接続された単一気流管１２Ａと、単一気流管１２Ａから分岐した複数の分岐気流管１２と、を備えている。分岐気流管１２それぞれの中途には、弁３３が設けられている。ここでは、分岐気流管１２を、単に、気流管１２という。

【0031】

気流管１２内の空気にポンプ３１によって加えられる圧力を調整することで、弁３３を介して通気孔１１に供給される空気の圧力を調整する。本実施の形態では、１つのレギュレータによって、すべての通気孔１１に供給される空気の圧力が調整される。

【0032】

なお、図２では、気流管１２ごとに弁３３が接続されている。つまり、通気孔１１と弁３３とが１対１で設けられているものとしている。以降の説明でもこの構成であるものとする。しかしながら、通気孔１１と弁３３とが１対１であることは必須ではなく、複数の通気孔１１に接続された複数の気流管１２が１つに合流し、その１つの気流管に対して１つの弁３３が設けられてもよい。つまり、複数の通気孔１１群に対して１つの弁３３が設けられていてもよい。

【0033】

この場合、「通気孔１１ごと」は、１つの弁３３が設けられた複数の通気孔１１群ごとを意味する。つまり、この説明における「通気孔１１ごと」は、同一の機構（例えば弁３３）によって吐出される空気の圧力が決定される１つ又は複数の通気孔１１ごとであることを意味している。これは、気流管１２ごとにレギュレータ３２が設けられるとする第２の実施の形態でも同様である。

【0034】

空気砲装置１００は制御装置２０を含む。制御装置２０は、例えばコンピュータであって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含む制御部２１と、制御部２１で実行するプログラムを記録したメモリ２２と、ボタンやキーボードなどのユーザの指示入力を受け付ける入力部２３と、を含む。

【0035】

制御装置２０は、ポンプ３１と、レギュレータ３２と、各弁３３と、圧力タンク３４と、に通信可能に接続されている。この接続は、有線であっても無線であってもよい。制御部２１は、メモリ２２に記憶されているプログラムを読み出して実行し、ユーザからの指示に従ってポンプ３１と、レギュレータ３２と、各弁３３と、を制御する。すなわち、制御部２１は、空気圧回路１３を制御する。制御部２１は、レギュレータ３２に制御信号を入力して、ポンプ３１で印加する圧力を制御する。また、制御部２１は、各弁３３に制御信号を入力して、各弁３３の開放／閉止を個別に制御する。また、制御部２１は、圧力タンク３４の圧力が規定圧力に達するとポンプ３１での加圧を終了し、逆に、圧力タンク３４の圧力が規定圧力から低下するとポンプ３１で空気を充填する制御を行う。

【0036】

＜２．１．２ 渦輪の発生＞
図３は、一般的な、箱型の空気砲装置１００αによって発生する渦輪Ｃを説明するための図である。図３を参照して、空気砲装置１００αの端板１０αには１つの通気孔１１αが生成されている。箱型の空気砲装置１００αの内部空気が加圧されると、通気孔１１αから内部空気が高速で吐出される。通気孔１１αから吐出された空気の周辺部には、周囲の静止した空気との間の速度差によって粘性摩擦が生じる。その結果、通気孔１１αの外周側は、内周側と吐出される空気の圧力が同じであっても速度が遅くなる。このとき、通気孔１１αから吐出される空気の速度分布は、すべての直径方向について、図３の右に示されたように、中心Ｏを頂点とし、周縁部ほど低くなる、凸型分布となることが知られている。この速度差によって吐出された空気が渦輪Ｃを生成することが知られている。以降の説明では、中心Ｏを頂点とし、周縁部ほど低くなる凸型の空気の速度分布を、渦輪用速度分布とも称する。

【0037】

＜２．１．３ 吐出制御＞
本実施の形態に係る空気砲装置１００の制御装置２０は、空気砲装置１００から吐出された空気の速度分布を可変とするために、各通気孔１１から吐出される空気の圧力を制御する吐出制御を実行する。吐出制御は、空気砲装置１００から発射させる吐出された空気の範囲を変化させる第１の制御と、空気砲装置１００から吐出された空気の範囲内での速度分布を変化させる第２の制御と、を含む。吐出制御は、制御装置２０が複数の弁３３を個別に開放／閉止（開閉）させることを含む。

【0038】

（２．１．３．１ 第１の制御）
制御装置２０が各弁３３の開放／閉止を個別に制御することで、離散的に配置された通気孔１１ごとに吐出するか否か（吐出のＯＮ／ＯＦＦ）が制御される。以下、この制御を第１の制御という。第１の制御により、端板１０において、空気を吐出する通気孔１１の範囲が変化する。端板１０の正面１０ａにおいて、空気が吐出される通気孔１１が存在する範囲を、以降の説明においては吐出範囲とも称する。吐出範囲は、通気孔１１のうちの弁３３が開放された通気孔１１の存在する範囲である。

【0039】

すべての通気孔１１の弁３３が開放されているとき、吐出範囲は、概ね、円Ｃ１内の範囲である円形範囲となる。また例えば、中心Ｏから円Ｃ２までの範囲の通気孔１１の弁３３が開放され、通気孔１１Ａの吐出の弁３３が閉止されているとき、吐出範囲は、概ね、円Ｃ２内の範囲である円形範囲となる。

【0040】

制御装置２０が第１の制御を行って吐出範囲を円Ｃ１に対応した円形範囲とすることで、空気砲装置１００から吐出された空気の範囲は円Ｃ１に応じた範囲となる。それにより、空気砲装置１００から発射される渦輪のサイズを、概ね、円Ｃ１に応じたサイズにできる。

【0041】

また、制御装置２０が第１の制御を行って吐出範囲を円Ｃ２に対応した円形範囲とすることで、空気砲装置１００から吐出された空気の範囲は円Ｃ２に応じた範囲となる。それにより、空気砲装置１００から発射される渦輪のサイズを、概ね、円Ｃ２に応じたサイズにできる。円Ｃ３～円Ｃ６についても同様に、制御装置２０が第１の制御を行って吐出範囲を円Ｃ３～円Ｃ６それぞれに対応した円形範囲とすることで、空気砲装置１００から発射される渦輪のサイズを、概ね、円Ｃ３～円Ｃ６それぞれに応じたサイズにできる。つまり、第１の制御によって、空気砲装置１００から発射された渦輪のサイズを変化させることができる。

【0042】

第１の制御において制御装置２０がさらにレギュレータ３２を制御して、ポンプ３１で印加する圧力を所定圧力とすることで、吐出される空気の圧力を変化させることなく渦輪のサイズを変更させることができる。これにより、空気砲装置１００から発射された渦輪の進行速度を変化させることなくサイズを変化させることができると考えられる。

【0043】

（２．１．３．２ 第２の制御）
第２の制御では、吐出範囲内での空気の速度分布を変更するように、複数の弁３３を個別に制御する吐出制御が行われる。以下、この制御を第２の制御という。

【0044】

（第１の吐出制御）
第１の実施の形態に係る空気砲装置１００は、すべての気流管１２内の圧力が１つのレギュレータ３２によって等しくされる。そこで、第１の吐出制御では、弁３３ごとの開放期間（時間）、つまり、吐出時間ｔを制御する。

【0045】

第１の吐出制御では、一例として、概ね同時に吐出される複数の通気孔について、中心Ｏからの距離（半径）が小さい位置（中心側）に配置されている通気孔１１ほど吐出時間ｔを長くし、中心Ｏからの距離が大きい位置（外縁側）に配置されている通気孔１１ほど吐出時間ｔを短くする。好ましくは、概ね同時に吐出される複数の通気孔について、第１の吐出制御では、同心円周上に配置された通気孔１１に対しては吐出時間ｔを等しく、又は、概ね等しくする。

【0046】

そこで、第１の吐出制御において、制御装置２０は、概ね同時に空気を吐出させる複数の通気孔１１について、通気孔１１の配置されている円周の半径Ｒに応じて吐出時間ｔを決定し、その時間で弁３３を開放させる。半径Ｒに応じた吐出時間ｔはメモリ２２に予め記憶されていてもよいし、入力部２３からユーザによって入力されてもよい。

【0047】

図４Ａは、第１の吐出制御を説明するための概略図である。図４Ａの左側は空気砲装置１００の端板１０の概略断面図である。説明の簡便のために、端板１０には、中心Ｏから遠い半径Ｒ１の円周上に配置された複数の通気孔１１Ａ、及び、中心Ｏから近い半径Ｒ２の円周上に配置された複数の通気孔１１Ｂが設けられている。図４Ａに示された例では、すべての通気孔１１の吐出をＯＮとしている。この場合、吐出範囲は半径Ｒ１の円の範囲である。

【0048】

図４Ａの中央は、通気孔１１Ａ，１１Ｂの吐出時間ｔを示した図である。制御装置２０の制御部２１は、半径Ｒ１に対しては吐出時間ｔ１を決定し、半径Ｒ２に対しては吐出時間ｔ２（ｔ１＜ｔ２）を決定する。そして、半径Ｒ１の円Ｃ１の円周上の通気孔１１Ａに対応した弁３３を吐出時間ｔ１の間、開放させ、半径Ｒ２の円Ｃ２の円周上の通気孔１１Ｂに対応した弁３３を吐出時間ｔ２の間、開放させて、空気圧回路１３を動作させる。

【0049】

図４Ａの右側は、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を示す概略図である。左側の端板１０の概略断面図に示された各通気孔の位置関係と対応させるために、図４Ａの右側においては、端板１０の半径方向長さを縦軸として示し、速度を横軸として示している。これは以降の説明でも同様である。第１の吐出制御によって、吐出時間ｔ２とした通気孔１１Ｂから吐出された空気の圧力は、吐出時間ｔ１とした通気孔１１Ａから吐出された空気の圧力よりも高くなる。これにより、図４Ａの右側に示されたように、通気孔１１Ｂから吐出された空気の速度Ｖ２を通気孔１１Ａから吐出された空気の速度Ｖ１よりも早くすることができる（Ｖ１＜Ｖ２）。その結果、吐出範囲から吐出された空気の速度の包絡線ＶＡを内側が高い凸形状の渦輪用速度分布とすることができる。また、吐出時間ｔを変化させることで、吐出された空気の速度Ｖ１，Ｖ２を変化させることができる。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度の包絡線ＶＡを内側が高い凸形状の渦輪用速度分布を維持して、速度分布を様々に変化させることができる。

【0050】

さらに、通気孔１１の配置された半径ごとに同じ、又は、概ね同じ吐出時間とすることで、同じ円周上に配置された通気孔１１から吐出された空気の速度が同じになる。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を吐出範囲の中心に対して点対称とすることができる。吐出された空気の速度分布が点対称となることで全体としての速度のバランスがよくなるため、通気孔１１群から吐出された空気によって渦輪が生成される可能性が高くなると考えられる。また、図４Ａの右側に示されたように、空気砲装置１００から発射された渦輪が端板１０の法線方向に進む（直進する）可能性が高くなると考えられる。これにより、意図した位置に渦輪を命中させることができると考えられる。

【0051】

第１の吐出制御において、半径Ｒ１に対する吐出時間ｔ１、及び、半径Ｒ２に対する吐出時間ｔ２を変化させることで、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を変化させる。図４Ｂは、吐出時間ｔ１，ｔ２を変化させたときの吐出範囲から吐出された空気の速度分布を示す概略図である。例えば、図４Ａの例から吐出時間ｔ１を吐出時間ｔ１’（ｔ１’＜ｔ１）に、吐出時間ｔ２を吐出時間ｔ２’（ｔ２’＞ｔ２）に変更することによって、図４Ｂに示されるように、吐出範囲から吐出された空気の速度の包絡線ＶＡ’を、包絡線ＶＡよりも鋭い凸形状とすることができる。このように、個別に吐出時間ｔを変化させることで、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を変化させることができる。

【0052】

第１の吐出制御では、一例として、中心Ｏに対して放射状に配置された複数の通気孔１１に対して、点対称にある通気孔１１から吐出された空気の速度を等しく、又は、概ね等しくする。これにより、空気砲装置１０から発射された渦輪Ｃを端板１０の法線方向に進行（直進）させることができる。

【0053】

一方、第１の吐出制御によって通気孔１１ごとに吐出された空気の速度を異ならせることができることから、制御装置２０は、吐出範囲内の第１の直線Ｌ１に線対象の通気孔１１から吐出された空気の速度を等しく、又は、概ね等しくし、第１の直線Ｌ１に直交する第２の直線Ｌ２に線対象の通気孔１１から吐出された空気の速度を異ならせるようにしてもよい。

【0054】

図５は、第１の吐出制御の他の例を説明するための概略図である。図５を参照して、端板１０に対して、水平方向に第１の直線Ｌ１、鉛直方向に第２の直線Ｌ２を設定したとき、制御部２１は、中心Ｏからの距離（半径）が小さい位置（中心側）に配置されている通気孔１１ほど吐出時間ｔを長くし、中心Ｏからの距離が大きい位置（外縁側）に配置されている通気孔１１ほど吐出時間ｔを短くする。さらに、制御部２１は、第１の直線Ｌ１に線対象の通気孔１１については吐出時間ｔを同じく、又は、概ね等しくし、第１の直線Ｌ１に直交する第２の直線Ｌ２に線対象の通気孔１１については一方側の吐出時間ｔを他方側より長くする。

【0055】

これにより、空気砲装置１００から発射された渦輪Ｃを直進させず、第２の直線を軸にして、吐出される空気の圧力を低く、つまり、速度を遅くした通気孔１１が配置された側にカーブさせることができると考えられる。つまり、第１の吐出制御は、さらに、空気砲装置１００から発射される渦輪Ｃをカーブさせるための制御を含んでもよい。

【0056】

例えば、通気孔１１ごとの吐出時間ｔと渦輪Ｃの進行方向との関係が制御装置２０のメモリ２２に予め記憶されており、制御部２１は、入力部２３で入力された渦輪Ｃの進行方向に応じた通気孔１１ごとの吐出時間ｔをメモリ２２から読み出して設定すればよい。第２の吐出制御、第３の吐出制御も同様である。上記の関係は、実験によって得られるものであってもよい。

【0057】

（第２の吐出制御）
第２の吐出制御では、第１の制御によって決定された吐出範囲内で、さらに弁３３ごとの開放／閉止を制御する。

【0058】

第２の吐出制御では、中心Ｏからの距離（半径）が小さい位置（中心側）に配置されている通気孔１１ほど吐出をＯＮする通気孔１１の間隔を小さくし、中心Ｏからの距離が大きい位置（外縁側）に配置されている通気孔１１ほど吐出をＯＮする通気孔１１の間隔を大きくする。好ましくは、第２の吐出制御では、同心円周上に配置された通気孔１１に対しては吐出をＯＮする通気孔１１の間隔を等しく、又は、概ね等しくする。

【0059】

吐出をＯＮする通気孔１１の間隔を変化させることは、吐出をＯＮする空気孔１１の密度を変化させることと同義である。そこで、第２の吐出制御において、制御装置２０は、通気孔１１の配置されている円周の半径Ｒに応じて吐出をＯＮする通気孔１１の密度ｄを決定し、その密度ｄに応じた間隔で弁３３を開放させる。半径Ｒに応じた密度ｄ（つまり弁３３を開放する通気孔１１の間隔）はメモリ２２に予め記憶されていてもよいし、入力部２３からユーザによって入力されてもよい。

【0060】

図６は、第２の吐出制御を説明するための概略図である。図６の左側は空気砲装置１００の端板１０の概略正面図である。図６の例では、端板１０には、半径Ｒ１の円Ｃ１の円周上に配置された複数の通気孔１１Ａ、半径Ｒ２の円Ｃ２の円周上に配置された複数の通気孔１１Ｂ、半径Ｒ３の円Ｃ３の円周上に配置された複数の通気孔１１Ｃ、半径Ｒ４の円Ｃ４の円周上に配置された複数の通気孔１１Ｄ、及び、半径Ｒ５の円Ｃ５の円周上に配置された複数の通気孔１１Ｅが設けられている（Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５）。図６に示された例では、中心Ｏから半径Ｒ２の円周上の通気孔１１までの吐出をＯＮとしている。この場合、吐出範囲は半径Ｒ２の円の範囲である。

【0061】

制御部２１は、半径Ｒ１に対しては密度ｄ１を０と決定する。これは、円Ｃ１の円周上の通気孔１１からは空気を吐出させない制御である。制御部２１は、半径Ｒ２に対して密度ｄ、半径Ｒ３に対して密度ｄ３、及び、半径Ｒ４，Ｒ５に対して密度ｄ５（ｄ２＜ｄ３＜ｄ５）を決定する。

【0062】

各密度ｄに対応した、吐出をＯＮする間隔は予め記憶されている。例えば、密度ｄ５に対してはすべての通気孔の吐出をＯＮ、密度ｄ５についてはＯＮとＯＦＦとを交互、密度ｄ３についてはＯＮとＯＦＦとを交互とするよりも広い間隔、が予め記憶されている。制御部２１は、対応した通気孔の弁３３を所定時間、開放させて、空気圧回路１３を動作させる。

【0063】

第２の吐出制御によって、制御装置２０は、吐出範囲の中心側ほど吐出をＯＮする通気孔の密度を高くし、外縁側ほど吐出をＯＮする通気孔の密度を低くする。これにより、吐出範囲の中心側ほど吐出された空気の圧力が高く、外縁側ほど低くなる。その結果、図６の右側に示されたように、吐出範囲の中心側ほど吐出された空気の速度が速く、外縁側ほど遅くできる（Ｖ５＞Ｖ４＞Ｖ３＞Ｖ２）。すなわち、図６の右側に示されたように、吐出範囲から吐出された空気の速度の包絡線ＶＢを内側が高い凸形状の渦輪用速度分布とすることができる。また、密度ｄを変化させることで、吐出された空気の速度Ｖ２～Ｖ５を変化させることができる。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度の包絡線ＶＢを内側が高い凸形状の渦輪用速度分布を維持して様々に変化させることができる。

【0064】

（第３の吐出制御）
渦輪の生成メカニズムを鑑みると、吐出される空気の速度分布を、内側を遅く、外縁側を速くした凹形状とすると、内巻きの渦輪が生成される可能性が考えられる。つまり、凹形状の速度分布も渦輪用速度分布と言える。そこで、制御装置２０は、吐出範囲から吐出される空気の速度分布を凹形状の分布とするための吐出制御を行ってもよい。この吐出制御は、第１、第２の吐出制御と同様に行うことができる。

【0065】

［２．２ 第２の実施の形態］
図７は、第２の実施の形態に係る空気砲装置１００の構成を説明するための概略図である。図７を参照して、第２の実施の形態に係る空気砲装置１００では、調整部１３Ａが複数のポンプ３１Ａ，３１Ｂを含む。ポンプ３１Ａは通気孔１１Ａに対応した弁３３に印加圧力ｐとして第１の圧力ｐ１の空気を供給し、ポンプ３１Ｂは通気孔１１Ｂに対応した弁３３に、第１の圧力ｐ１と異なる第２の圧力ｐ２の空気を供給する。なお、図７では、図の簡略化のため、ポンプ３１Ａ，３１Ｂとレギュレータ３２との間に設けられた圧力タンク３４が省略されている。

【0066】

なお、通気孔１１Ａに対応した弁３３に第１の圧力ｐ１、及び、通気孔１１Ｂに対応した弁３３に第２の圧力ｐ２の空気を供給する場合、図７に示された２つのポンプ３１Ａ，３１Ｂは必須ではない。調整部１３Ａは１つのポンプ３１のみ含んでもよい。この場合、圧力タンク３４の圧力を各弁３３の印加圧力のうちの最も高い圧力以上とし、各気流管１２に設けられたレギュレータ３２が、それぞれ、圧力タンク３４の空気を所定の圧力に変換（減圧）することで、通気孔１１Ａに対応した弁３３に第１の圧力ｐ１、及び、通気孔１１Ｂに対応した弁３３に第２の圧力ｐ２の空気を供給することができる。

【0067】

このとき、中心Ｏからの距離（半径）が小さい位置（中心側）に配置されている通気孔１１ほど印加圧力ｐが大きく、中心Ｏからの距離が大きい位置（外縁側）に配置されている通気孔１１ほど印加圧力ｐが小さいポンプ３１を配置するものとする。好ましくは、同心円周上に配置された通気孔１１に対しては印加圧力ｐが等しく、又は、概ね等しくなるポンプ３１を配置するものとする。図６の例では、第２の圧力ｐ２が第１の圧力ｐ１よりも大きくなる（ｐ２＞ｐ１）ポンプ３１Ａ，３１Ｂを配置する。

【0068】

図８は、第２の実施の形態に係る空気砲装置１００から吐出される空気の速度分布を説明するための図である。図８の左側は空気砲装置１００の端板１０の概略断面図である。図８の中央は、通気孔１１Ａ，１１Ｂに対応した弁３３への印加圧力ｐを示した図である。図８を参照して、第２の実施の形態に係る空気砲装置１００では、通気孔１１Ａに対応した弁３３に対しては印加圧力ｐ１の空気が、通気孔１１Ｂに対応した弁３３に対しては印加圧力ｐ２（ｐ１＜ｐ２）の空気が供給される。この状態で、制御部２１は、空気圧回路１３を動作させる。

【0069】

図８の右側は、吐出範囲から吐出された空気の速度分布を示す概略図である。図８を参照して、第２の実施の形態に係る空気砲装置１００では、通気孔１１Ｂから吐出された空気の圧力が通気孔１１Ａから吐出された空気の圧力よりも高くなる。その結果、通気孔１１Ｂから吐出された空気の速度Ｖ２が通気孔１１Ａから吐出された空気の速度Ｖ１よりも速くなる（Ｖ１＜Ｖ２）。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度の包絡線ＶＣを内側が高い凸形状の渦輪用速度分布とすることができる。

【0070】

なお、複数のポンプ３１Ａ，３１Ｂのうち、少なくとも１つのポンプの印加圧力ｐは負圧（ｐ＜０）であってもよい。この場合、弁３３に対しては減圧された空気が供給されるので、その弁３３に対応した空気孔１１からは外部空気が吸引される。

【0071】

図９は、第２の実施の形態に係る空気砲装置１００から吐出される空気の速度分布の他の例を説明するための図である。第３の吐出制御の変形例を説明するための概略図である。図９の左側は、図４の左側と同じ空気砲装置１００の端板１０の概略断面図である。図９の中央は、通気孔１１Ａ，１１Ｂに対応した弁３３への印加圧力ｐを示した図である。右側は、吐出範囲から吐出される空気の速度分布を示す概略図である。図９の例では、通気孔１１Ａに対応した弁３３に対しては負の印加圧力ｐ１（ｐ１＜０）の空気が、通気孔１１Ｂに対応した弁３３に対しては正の印加圧力ｐ２（ｐ２＞０）の空気が供給される。この状態で、制御部２１は、空気圧回路１３を動作させる。

【0072】

これにより、図９の例では、正圧である印加圧力ｐ２とした通気孔１１Ｂからは空気が吐出され、負圧である印加圧力ｐ１とした通気孔１１Ａから外部空気が吸引される。つまり、通気孔１１Ｂから吐出された空気の速度は渦輪の進行方向の速度を持ち、通気孔１１Ａから吐出された空気の速度は渦輪の進行方向と逆向きの速度を持つとも言える。このため、この場合、吐出範囲は半径Ｒ２の円の範囲となる。

【0073】

また、正圧である印加圧力ｐ２とした通気孔１１Ｂから吐出された空気の圧力は、負圧である印加圧力ｐ１とした通気孔１１Ａから吐出された空気の圧力よりも高い。そのため、通気孔１１Ｂから吐出された空気の速度Ｖ２は、通気孔１１Ａから吐出された空気の速度Ｖ１よりも速くなる（Ｖ１＜Ｖ２）。従って、このようにポンプ３１Ａ，３１Ｂを設定することで、図９の右側に示されたように、吐出範囲から吐出された空気の速度の包絡線ＶＤを内側が高い凸形状、つまり、渦輪用速度分布に近づけることができ、さらに、そのコントラストが大きくなると考えられる。この結果、空気砲装置１００で渦輪を生成できる可能性が高くなると考えられる。

【0074】

さらに、外縁側の通気孔１１Ａが外部空気を吸引することから、吐出範囲の最も外縁側の通気孔１１Ｂから吐出された空気に対しては外部空気に加えて通気孔１１Ａで吸引される空気との間で摩擦が生じる。そのため、より高速な渦輪が生成されると考えられ、渦輪の飛距離を長くできると考えられる。このため、空気砲装置１００から発射された渦輪がより直進すると考えられる。これにより、意図した位置に渦輪を命中させる可能性を高められるとともに、より遠くまで空気を運搬できると考えられる。

【0075】

＜第２の実施の形態の変形例＞
第２の実施の形態の変形例として、すべての通気孔１１のうちの少なくとも一部の通気孔１１を気流管１２内の空気の放出には用いず、外部空気を気流管１２内に吸引するためのみに用いてもよい。つまり、すべての通気孔１１の中に、吸引専用の通気孔が含まれてもよい。吸引専用の通気孔に対応した気流管１２には、負圧である印加圧力を印加するポンプが接続される。

【0076】

この場合、制御部２１は、吸引専用の通気孔以外の複数の通気孔１１に対して、上記の第１の制御及び第２の制御を行って個別に弁３３の開閉を制御する。このとき、制御部２１は、吸引専用の通気孔に接続された気流管１２に設けられた弁３３を閉止させる。これにより、吸引専用の通気孔から吸引された空気が当該通気孔から吐出されることを回避できる。

【0077】

その後、つまり、吐出範囲から吐出された空気の速度分布が所定の速度分布となり、渦輪が発射された後、制御部２１は、吸引専用の通気孔に接続された気流管１２に設けられた弁３３を開放する。これにより、吐出された空気が吸引専用の通気孔から吸引される。そのため、空気砲装置１００が後述の香り成分の運搬装置として用いられる場合には、放出する香り成分に吸引された香り成分が混入すること（コンタミ）を防止できる。

【0078】

［２．３ 第３の実施の形態］
図７に示されたように、調整部１３Ａは、気流管１２ごとに設置された複数のレギュレータ３２を含んでもよい。複数のレギュレータ３２は、気流管１２ごとにポンプ３１で印加する圧力を調整する。

【0079】

複数のレギュレータ３２は制御装置２０に接続される。制御装置２０の制御部２１は、レギュレータ３２ごとに制御信号を入力して、レギュレータ３２ごとに弁３３に供給する空気の圧力を制御する。制御部２１は、上記の第１の吐出制御及び第２の吐出制御において、さらに、ポンプ３１の印加圧力ｐをレギュレータ３２を用いて、弁３３ごとに調整してもよい。

【0080】

［２．４ 第４の実施の形態］
空気砲装置１００を香り成分の運搬装置として用いる場合、図２に示されるように、空気砲装置１００は、香り成分を供給する供給機構１６をさらに含む。供給機構１６は、制御装置２０からの制御信号によって香り成分の供給の開始、停止が指示される。

【0081】

供給機構１６は、一例として、図２，図７に示されたように気流管１２の途中に設けられて、気流管１２内の空気に香り成分を供給する構成である。他の例として、通気孔１１近傍に設けられて、通気孔１１から放出される空気に香り成分を供給する構成であってもよい。以降の説明において、通気孔１１に対して供給機構１６が設けられていることは、当該通気孔１１に接続された気流管１２の途中に供給機構１６が設けられていることと、通気孔１１付近に設けられていることとを含む。

【0082】

供給機構１６は、特定の機構に限定されない。例えば、ＥＯポンプ（electroosmotic pump）とＳＡＷデバイスとを利用したものであってもよい。ＥＯポンプは、電気浸透流現象によってポンプに電圧を印加することで、電界に従う方向に液体と混合した香り成分を移動させるマイクロポンプである。ＳＡＷデバイスは、弾性表面波を利用して液体を霧化させる装置である。

【0083】

また、他の例として、供給機構１６は、図１０に示されたような噴霧装置１６Ａであってもよい。図１０は、供給機構１６としての噴霧装置１６Ａを備えた空気砲装置１００の断面概略図である。噴霧装置１６Ａは、アルコール等の揮発性を有する液体と混合された香り成分を貯蔵する貯蔵タンク１６ｂと、貯蔵タンク１６ｂに接続した、先端が金属製のパイプ１６ａとを有し、パイプ１６ａの先端が、端板１０の通気孔１１が形成されていない位置に設けられた噴霧孔１６ｃに接続されている。パイプ１６ａの先端にはコイル型のヒータが巻き付けられ、制御装置２０からの制御に従って通電することによって内部を通過する混合液体を加熱することで気化させ、外部に香り成分を噴霧させる。通電が終了すると、表面張力によって混合液体がパイプ１６ａに貯まる。なお、パイプ１６ａに設けられるヒータはコイル型のヒータに限定されず、その他、例えば、面型のヒータやＩＨ（Induction Heating）ヒータであってもよい。

【0084】

好ましくは、同一の香り成分を供給する供給機構１６は、同一円周上に配置された通気孔１１に対して設けられている。これにより、吐出制御を実行して通気孔１１から空気を吐出させるとともに当該円周上に設置された通気孔１１に対して設けられた供給機構１６に香り成分を供給させることで、生成される渦輪Ｃによって香り成分を運搬させることができる。

【0085】

好ましくは、第３の実施の形態に係る空気砲装置１００は異なる香り成分を供給する複数種類の供給機構１６を含む。図２，図６に示されたように供給機構１６が気流管１２に設けられている場合には、複数の種類の供給機構１６は、それぞれ、中心Ｏからの距離（半径）が異なる円周上に配置された通気孔１１に対して設けられる。これにより、制御装置２０の制御部２１は、第１の実施の形態に係る吐出制御と同様に、中心Ｏからの距離（半径）が等しい円周上に配置された通気孔１１ごとに、供給機構１６での香り成分の供給を制御することができる。すなわち、複数の供給機構１６がこのように配置されることで、第３の実施の形態に係る空気砲装置１００では、複数の香り成分を個別に供給し分けることができる。

【0086】

［２．５ 第５の実施の形態］
なお、以上の例では、図１に示されたように、端板１０に形成された複数の通気孔１１は、概ね、同じ大きさとしている。しかしながら、これら通気孔１１のサイズは同じでなくてもよい。好ましくは、同一の円周に沿って配置された通気孔１１は同じ、又は、概ね同じ大きさである。これにより、吐出範囲から吐出された空気の速度分布のバランスをよくすることができる。好ましくは、半径Ｒが小さい円の円周上に配置された通気孔１１ほどサイズが大きい。又は、好ましくは、半径Ｒが大きい円の円周上に配置された通気孔１１ほどサイズが大きい。これにより、吐出範囲の中心側と外縁側とで吐出された空気の速度を異ならせることができる。

【0087】

［２．６ 第６の実施の形態］
制御装置２０での制御の他の例として、制御装置２０は、各弁３３の開放後の閉止時間を制御する。これにより、例えば、空気砲装置１００から先の渦輪を発射した後の所定時間後に次の渦輪を発射させることができる。このとき、後の渦輪の発射時に先の渦輪の発射時よりも、吐出された空気の速度を全体に速くする吐出制御が行われることで、後の渦輪の進行速度を先の渦輪の進行速度よりも速くできる。そのため、各渦輪の進行速度を制御することで、目標位置にて先の渦輪に後の渦輪を衝突させることができる。渦輪が衝突すると、渦輪が解消される可能性が高い。そのため、目標物（例えば人）に先の渦輪を衝突させることなく、目標物より所定距離前の目標位置で後の渦輪を衝突させて、前の渦輪を解消させることができる。これにより、空気砲装置１００を運搬装置としたときに、目標物への衝撃を抑えて、目標物に例えば香り成分などの対象物を運搬させることができる。

【0088】

［実験］
空気砲装置１００は、通気孔１１ごとに吐出される空気の圧力を変化させ、それにより吐出された空気の速度を変化させることができるため、空気砲１００を用いて吐出範囲から吐出される空気の速度分布を様々に変化させて実験を行うことができる。実験の一例として、発明者らは空気砲装置１００を用いて、実験１，２を行った。実験１は、通気孔１１群から吐出される空気での渦輪の生成確率について検証する実験である。実験２は、空気砲装置１００から発射される渦輪の飛距離と目標への命中確立とについて検証する実験である。なお、実験１，２に用いた空気砲装置１００の端板１０に形成された通気孔１１群の配置は、図５の正面概略図に示された配置と同じである。

【0089】

（実験１）
第１の実験では、通気孔１１ごとの吐出のＯＮ／ＯＦＦを５パターン（パターン１～５）とし、パターンごとに吐出時間ｔを（３０［ｍｓｅｃ］）、４０［ｍｓｅｃ］、５０［ｍｓｅｃ］、６０［ｍｓｅｃ］、７０［ｍｓｅｃ］として、各５０回、空気を吐出させ、目視により渦輪の生成の成否をカウントした。なお、目視で渦輪の成否を判断するために、通気孔１１から吐出する空気に煙を混入した。

【0090】

図１１の（Ａ）～（Ｅ）は、それぞれ、パターン１～５を示す図であって、空気砲装置１００の概略正面図である。図を参照して、パターン１は、吐出をＯＮする通気孔が左右、上下で対称の位置であって、通気孔１１Ｅ群，１１Ｄ群をすべてＯＮとし、通気孔１１Ｃ群を半数よりやや多い数の通気孔の吐出をＯＮとし、通気孔１１Ｂ群を１／３の通気孔の吐出をＯＮとし、通気孔１１Ａ群のすべてをＯＦＦとするものである。パターン１は、第２の吐出制御に従うものである。

【0091】

パターン２，３は、いずれも、吐出をＯＮする通気孔が左右で非対称の位置である。パターン２は、通気孔１１Ｅ群をすべてＯＮとし、通気孔１１Ｄ群～通気孔１１Ｂ群を交互に半分の通気孔の吐出をＯＮとし、通気孔１１Ａ群のすべてをＯＦＦとするものである。パターン３は、通気孔１１Ｅ群，１１Ｄ群をすべてＯＮとし、通気孔１１Ｃ群，１１Ｂ群を交互に半分の通気孔の吐出をＯＮとし、通気孔１１Ａ群のすべてをＯＦＦとするものである。

【0092】

パターン４，５は、いずれも、吐出をＯＮする通気孔が左右、上下で対称の位置である。パターン４は、通気孔１１Ｃ群～１１Ｅ群をすべてＯＮとし、通気孔１１Ｄ群を交互に半分の通気孔の吐出をＯＮとし、通気孔１１Ａ群のすべてをＯＦＦとするものである。パターン５は、通気孔１１Ｃ群～１１Ｄ群をすべてＯＮとし、通気孔１１Ａ群のすべてをＯＦＦとするものである。パターン４，５は、吐出範囲の中心側と外縁側とで吐出をＯＮする通気孔の密度が概ね等しい。

【0093】

図１２及び図１３は、第１の実験の実験結果を表した図であって、いずれも、横軸が吐出時間、縦軸が渦輪の生成回数のカウント結果を示している。図１２の（Ａ）～（Ｃ）がパターン１～３の実験結果、図１３の（Ｄ），（Ｅ）がパターン４，５の実験結果を示している。各パターンの各吐出時間での棒グラフの長さは、そのパターンでその吐出時間での吐出を５０回行ったうちの渦輪の生成が目視できた回数を示している。

【0094】

パターン１については、渦輪の生成回数は５０回のうちの７０％程度であり、第１の実験中、渦輪の生成確率が最も高い。結果（Ａ）より、吐出時間による渦輪の生成回数の差はないものと考えられる。第２の吐出制御に従うパターン１では、吐出範囲から吐出される空気の速度分布が渦輪用速度分布となるため、渦輪の生成確率が高くなったと考えられる。

【0095】

パターン２，３の結果（Ｂ），（Ｃ）は、結果（Ａ）と比較して渦輪の生成確率が低い。パターン２，３では吐出をＯＮする通気孔１１の配置が左右非対称であるために、左右の通気孔から吐出される空気量に差があり、そのために渦輪の生成確率が低くなったと考えられる。

【0096】

パターン４，５の結果（Ｄ），（Ｅ）は、第１の実験の中で渦輪の生成確率最もが低い。パターン４，５では吐出範囲の中心側と外縁側との吐出される空気の速度差がなく、渦輪用速度分布ではなかったために渦輪の生成確率が低くなったと考えられる。

【0097】

（実験２）
第２の実験では、的を貼付し、所定間隔で鉛直方向に糸を張ったネットを用い、上記パターン１，２について吐出時間を４０～７０［ｍｓｅｃ］の間で変化させ、的までの距離を６０［ｃｍ］～１２０［ｃｍ］として、各１０回、的の正面から吐出させ、目視により渦輪の的への命中、ネットへの到達、及び、未到達の回数をカウントした。なお、的への命中、ネットへの到達、及び、未到達は、それぞれ、的の揺れ、ネットの揺れ、及び、そのいずれもないこと、によって目視で判断した。

【0098】

図１４～図１７は第２の実験の実験結果を表した図であって、図１４が的への距離が４０［ｃｍ］、図１５が５０［ｃｍ］、図１６が６０［ｃｍ］、及び、図１７が７０［ｃｍ］のときの実験結果であって、いずれの図でも（Ａ）がパターン１、（Ｂ）がパターン２の実験結果を示している。なお、的への距離７０［ｃｍ］（図１６）については、パターン１のみ行っている。

【0099】

図１４～図１７を比較して、パターン２よりもパターン１の方が的への距離がいずれの場合も渦輪の到達距離が長いことがわかる。また、パターン２よりもパターン１の方が渦輪の的への命中率が高いことがわかる。

【0100】

第２の実験の実験結果より、パターン２は吐出をＯＮする通気孔１１の配置が左右非対称であるために、左右の通気孔から吐出される空気量に差があり、左右対称のパターン１と比較して、（渦輪が生成された場合であっても）、渦輪の継続時間が短いと考えられる。そのため、渦輪がたとえネットまで到達したとしても、的に命中する確率がパターン１よりも低いと考えられる。

【0101】

以上の第１、第２の実験より、第２の吐出制御によって渦輪の生成確率が向上することが検証された。また、第２の吐出制御において吐出をＯＮする通気孔１１の配置を上下左右対称とすることによって渦輪の生成確率が向上するとともに、渦輪の到達距離が長くなり、そのために的への命中確率が向上することが検証された。その結果、この吐出制御によって目標とする位置に渦輪を到達できる可能性が高いと考えられる。

【0102】

なお、以上の実験は第２の吐出制御についての検証であるが、吐出時間をパラメータとする第１の吐出制御、及び、通気孔ごとの圧力をパラメータとする第３の吐出制御であっても、第２の吐出制御と同様に吐出範囲から吐出される空気の速度分布を渦輪用速度分布とするものであるため、以上の実験結果より第１の吐出制御及び第３の吐出制御であっても渦輪の生成確率が向上すると推察される。また、的への命中確率が向上すると推察される。従って、これら吐出制御でも目標とする位置に渦輪を到達できる可能性が高いと考えられる。

【0103】

以上のことから、本実施の形態に係る空気砲装置１００は、例えば、香り成分などの、空気による運搬を行う運搬装置として有用に用いることができる。

【0104】

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

【符号の説明】

【0105】

１０ ：端板
１０ａ ：正面
１０ｂ ：背面
１０α ：端板
１１ ：通気孔
１１Ａ ：通気孔
１１Ｂ ：通気孔
１１Ｃ ：通気孔
１１Ｄ ：通気孔
１１Ｅ ：通気孔
１１Ｆ ：通気孔
１１α ：通気孔
１２ ：気流管（分岐気流管）
１２Ａ ：単一気流管
１２α ：気流管
１３ ：空気圧回路
１３Ａ ：調整部
１６ ：供給機構
１６Ａ ：噴霧装置
１６ａ ：パイプ
１６ｂ ：貯蔵タンク
１６ｃ ：噴霧孔
２０ ：制御装置
２１ ：制御部
２２ ：メモリ
２３ ：入力部
３１ ：ポンプ
３２ ：レギュレータ
３３ ：弁
３３ ：圧力タンク
１００ ：空気砲装置
１００α ：空気砲装置
Ｃ ：渦輪
Ｏ ：中心
Ｒ１ ：半径
Ｒ２ ：半径
Ｒ３ ：半径
Ｒ４ ：半径
Ｒ５ ：半径
Ｖ１ ：速度
Ｖ２ ：速度
Ｖ３ ：速度
Ｖ４ ：速度
Ｖ５ ：速度
ＶＡ ：包絡線
ＶＡ’ ：包絡線
ＶＢ ：包絡線
ＶＣ ：包絡線
ＶＤ ：包絡線
ｄ ：密度
ｄ２ ：密度
ｄ３ ：密度
ｄ５ ：密度
ｐ ：印加圧力
ｐ１ ：印加圧力
ｐ２ ：印加圧力
ｔ ：吐出時間
ｔ１ ：吐出時間
ｔ２ ：吐出時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】