JP2015024350A - 液体微細化装置とそれを用いたサウナ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、液体微細化装置とそれを用いたサウナ装置に関するもので、装置内の液体の菌の繁殖等を防ぎつつ、乾燥時間を短時間にすることを目的とする。
【解決手段】液体微細化手段１０は、液体微細化手段ケース１３と、この液体微細化手段ケース１３内に設けた回転手段１４と、液体微細化手段ケース１３の下部に設けた貯水部２６と、この回転手段１４に液体を供給する給水管４と、回転手段１４は、回転モータ２１と、貯水部２６から液体を吸上げる揚水管２２と、この揚水管２２で吸上げられた液体を吹出す液体飛散部２４とを有し、回転手段１４の外周には、液体微細化手段ケース１３に連結された破砕部２５を有し、給水管４は、途中に配した給水弁１６と、給水管４の最も下流に配置した給水口１７とを備えた構成であって、給水口１７に液体の逆流を防ぐ逆止弁１８を備えるという構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体微細化装置とそれを用いたサウナ装置に関するものである。

例えば、サウナ装置に用いられる液体微細化装置の構成は、次のような構成となっていた。

すなわち、給気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内の風路に設けた送風手段と、この送風手段と排気口間に設けた液体微細化手段とを備え、前記液体微細化手段は、タンク内に液体を貯め、その貯めた液体をタンクに取り付けた液体供給管からポンプにより回転する円板の上面に供給し、円板上に薄く広がった液体を遠心力により外方に飛散させて微細化させる構成となっていた（例えば、下記特許文献１参照）。

特開平４−１１８０６８号公報

上記従来例で課題となるのは、タンク内に液体を貯め、複数の回転する円板の上面に液体を供給するため、装置外にポンプ等の動力と各円板に液体を供給するための配管が必要であるということである。

すなわち、従来の液体微細化装置は、上述のごとく、タンク内に貯めた液体を循環させて回転する円板の上面に液体を供給しているが、循環のためにポンプ等の動力及び円板の枚数に応じた液体の供給管が必要となり、装置内外とも部品の点数が多くなり、複雑な構成になるという課題があった。

そこで本発明は、タンク内に貯めた液体を循環させるためのポンプ等の動力を使用せずタンク内に貯めた液体を循環させ、簡単な構成で液体を遠心力により微細化することを目的とするものである。

さらにまた、上記従来例で課題となるのは、運転後にタンク内の液体を菌の繁殖等から保護するためにタンク内の液体を入れ替える必要があるということである。

すなわち、従来の液体微細化装置は、タンク内の液体を循環使用することで、液体が空気と接触し、空気中の雑菌などがタンク内の液体に容易に進入しやすい構成となっている。

そこで本発明は、給水口に液体の逆流を防ぐ逆止弁を備えることにより、液体が空気と接する部分を最小限とすることで、菌の繁殖等を防ぐことを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、吸込口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内の前記吸込口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段を備え、前記液体微細化手段は、上流開口部および下流開口部を有する液体微細化手段ケースと、この液体微細化手段ケース内に設けた回転手段と、前記液体微細化手段ケースの下部に設けた貯水部と、この回転手段に液体を供給する液体供給手段と、前記回転手段は、回転モータと、前記回転モータに固定されるとともに前記貯水部から液体を吸上げる揚水管と、この揚水管で吸上げられた液体を吹出す液体飛散部とを有し、前記回転手段の外周には、前記液体微細化手段ケースに連結された破砕部を有し、前記液体供給手段は、給水管と、この給水管の途中に配した給水弁と、前記給水管の最も下流に配置した給水口とを有し、前記送風手段は、羽根車と、この羽根車を回転させるファンモータと、前記羽根車を内包するファンケーシングとを備えた構成であって、前記給水口の近傍に液体の逆流を防ぐ逆止弁を備えることにより、上記目的を達成している。

以上のように、本発明は、揚水管を液体飛散部と同じ回転モータで回転させることにより、貯水部に溜まった水を吸上げるとともに、吸上げた水を液体飛散部に供給でき、結果として、揚水管がポンプの循環の役目と液体飛散部への液体供給を兼ねており、簡単な構成で、液体の循環と液体飛散部への液体供給を実現させることができる。

さらに、給水口の近傍に液体の逆流を防ぐ逆止弁を備えることにより、給水管内の液体が空気と接する部分を最小限にすることができるので、菌の繁殖等を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１における液体微細化装置を用いたサウナ装置の斜視図 同液体微細化装置の垂直断面の構成図 同液体微細化装置の垂直断面の構成図 同液体微細化装置の垂直断面の構成図 同液体微細化装置の垂直断面の構成図 同制御手段のブロック図

本請求項１記載の液体微細化装置は吸込口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内の前記吸込口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段を備え、前記液体微細化手段は、上流開口部および下流開口部を有する液体微細化手段ケースと、この液体微細化手段ケース内に設けた回転手段と、前記液体微細化手段ケースの下部に設けた貯水部と、この回転手段に液体を供給する液体供給手段と、前記回転手段は、回転モータと、前記回転モータに固定されるとともに前記貯水部から液体を吸上げる揚水管と、この揚水管で吸上げられた液体を吹出す液体飛散部とを有し、前記回転手段の外周には、前記液体微細化手段ケースに連結された破砕部を有し、前記液体供給手段は、給水管と、この給水管の途中に配した給水弁と、前記給水管の最も下流に配置した給水口とを有し、前記送風手段は、羽根車と、この羽根車を回転させるファンモータと、前記羽根車を内包するファンケーシングとを備えた構成であって、前記給水口の近傍に液体の逆流を防ぐ逆止弁を備えるという構成を有する。

これにより、遠心力によって液体飛散部から飛散する液体が、破砕部の衝突面に略直角に衝突する、つまり衝突エネルギーを有効に活用できるので、この衝突により放散された液滴が破砕されて微細化が促進される。

また、給水弁の開閉を制御することで、貯水部に貯留させる水量を制御することができるため、液体微細化の効率を向上させることができ、さらには貯留させる水量を可能な限り少量に維持できる。

また、微細化運転終了後に、給水弁を閉じ、液体を供給しない状態では、逆止弁の作用により液体の逆流を防ぐことができ、給水管内の液体が空気と接する部分を最小限にすることができる。

その結果、微細化運転終了後に、装置内の乾燥運転を短時間にしつつ、給水管内の液体を入れ替えることなく菌の繁殖等を防ぐという効果を奏する。

本請求項２記載の液体微細化装置は、非通風部に給水口を設けるという構成を有する。

これにより、乾燥運転中の温風が給水口に直接あたることがなくなり、給水口の乾燥を抑制することができる。

その結果、水が乾燥する場合に生じるスケールによる給水口の固着を防ぐという効果を奏する。

本請求項３記載の液体微細化装置は、給水口の近傍に防風壁を設けるという構成を有する。

これにより、乾燥運転中の温風が給水口に直接あたることがなくなり、給水口の乾燥をさらに抑制することができる。

その結果、水が乾燥する場合に生じるスケールによる給水口の固着を防ぐという効果を奏する。

本請求項４記載のサウナ装置は請求項１から３のいずれかに記載の液体微細化装置をサウナ室の天井に設けるという構成を有する。

これにより、給水管内の液体が空気と接する部分を最小限にすることができるので、給水管内の液体を入れ替えることなく菌の繁殖等を防ぐことができる。また、給水弁の開閉を制御することにより、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整できる。

結果として微細化運転終了後に、給水弁を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することができる。

さらには、乾燥運転後には液体微細化装置内の残水はなくなるので、排水管は不要で、液体微細化装置設置時の施工作業を簡単に行えるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態における液体微細化装置を用いたサウナ装置の斜視図であり、この図１に示すように、サウナ室１の天井面２には、液体微細化装置３が取り付けられている。この液体微細化装置３には液体供給手段としての給水管４が設けられている。以下、本実施の形態では、微細化する液体を水として説明する。

液体微細化装置３は、図２に示すように、下面に吸込口５と排気口６を有する箱状の本体ケース７と、この本体ケース７内の吸込口５と排気口６とを結ぶ風路に設けた加熱手段としての電気式ヒータ８および送風手段としてのファンモータ９と、このファンモータ９と排気口６との間に設けた液体微細化手段１０とを備えた構成としている。ここで、図２では、電気式ヒータ８がファンモータ９より上流に位置しているが、双方が液体微細化手段１０より上流であれば、電気式ヒータ８がファンモータ９より下流に位置しても良い。

また、ファンモータ９から液体微細化手段１０へ通じる風路は、ファンケーシング１１により形成され、液体微細化手段１０と排気口６の間に補助電気式ヒータ１２を設けている。また、液体微細化手段１０と補助電気式ヒータ１２の間には大径水滴を取り除くエリミネータ２３が備えられている。

ここで、本実施の形態では、加熱手段として電気式ヒータ８や補助電気式ヒータ１２を備えているが、ガス湯沸かし器や電気温水器等の熱源から、パイプ（図示なし）を介し、温水を供給できる熱交換器を備えてもよく、その作用効果に際は生じない。

液体微細化手段１０は、図２に示すように、垂直方向に配置され、上流開口部１３ａおよび下流開口部１３ｂを有する液体微細化手段ケース１３と、この液体微細化手段ケース１３の内部に設けた回転手段１４と、この回転手段１４に水を供給する液体供給手段としての給水管４を備える。

この給水管４には定流量弁１５を設け、この定流量弁１５より上流に給水弁１６が設けられており、給水管４の最も下流に給水口１７が設けられている。この給水口１７の近傍には、水の逆流を防ぐ逆止弁１８が設けられている。

また、図３に示すように、液体微細化手段１０内において、ファンモータ９から送風される風の主流が通風する部分を通風部２８（図３の斜線部）、主流が通風しない部分を非通風部２９とし、給水口１７は非通風部２９に設けてもよい。

また、図４に示すように、給水口１７の近傍に、防風壁３０を設けてもよい。この防風壁３０は、給水口１７を囲うような板状の壁と貯水部２６へ水を流すための開口とを備えている。なお、この防風壁３０は、液体微細化手段ケース１３と一体成型することが望ましい。

本実施の形態では、回転手段１４は、上下方向に向けて配置した回転軸１９と、この回転軸１９の軸方向に、回転軸１９を中心として回動する複数の回転板２０ａ，２０ｂを、上下方向に所定間隔で固定して設ける構成とする。

回転手段１４の上部には、回転軸１９を駆動するための回転モータ２１を備え、回転手段１４の下部には、回転板２０ａ、回転板２０ｂと一体に形成された、揚水管２２を上下方向に備えている。この揚水管２２は開口径が底部に向かって狭くなる略円筒形状である。

揚水管２２は、図５に示すように、揚水した水を回転による遠心力で噴出させる水平方向に長い液体飛散部２４を回転板２０ｂと揚水管２２が連結する箇所に２個設け、水を噴出させる方向が異なるように、液体飛散部２４の位置を周方向にずらしている。

また、図２に示すように回転手段１４の外周には、液体微細化手段ケース１３に連結された破砕部２５が設けられている。

また、液体微細化手段ケース１３の下部には図２に示すごとく貯水部２６を有し、揚水管２２で揚水できない水量、すなわち微細化運転終了時の貯水部２６の貯水量が少なくなるよう、液体微細化手段ケース１３の下部は、例えば逆台形の形状（下方に凸）としている。

また、水位検知手段として、貯水部２６にサーミスタ２７が設けられている。

次に制御手段３１の構成を、図６を用いて説明する。

制御手段３１は制御部３２と、表示部や運転操作スイッチ（図示なし）を備えたリモコン３３と、水位検知手段としてのサーミスタ２７で構成されている。

制御部３２はマイクロコンピューター（以下マイコンと記載、図示なし）を有し、マイコンはリモコン３３からの操作信号により、電気式ヒータ８、ファンモータ９、回転軸１９を駆動する回転モータ２１、給水弁１６を制御している。

以上の構成において、次に作用と効果について説明する。

まず、通常のサウナ運転する場合について説明する。リモコン３３からの操作信号により、電気式ヒータ８とファンモータ９が運転され、ファンモータ９が吸込口５を介してサウナ室１内の空気を吸い込み、吸い込まれた空気は電気式ヒータ８によって加熱される。加熱された空気は、ファンモータ９によって、ファンケーシング１１を介して、液体微細化手段ケース１３へと送られる。

一方、回転モータ２１が駆動されると、回転軸１９が高速回転し、それにともない回転板２０ａおよび回転板２０ｂが高速回転される。

このとき、給水管４は、定流量弁１５で設定された流量の水を供給し、貯水部２６に水を貯留する。このとき、貯水部２６の上方では揚水管２２が回転しており、貯水部２６の貯水量が増え、水面が揚水管２２の下端に近づくと、貯水部２６の貯水は水面上の空気と一緒に巻き上げられ、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動していく。

すなわち、この揚水管２２は開口径が底部に向かって狭くなる略円筒形状となっているので、内部には吸引力が働くようになっている。このため、貯水部２６の貯水は水面上の空気と一緒に巻き上げられ、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動していく。

そして揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動した水は、まず、液体飛散部２４から回転による遠心力で噴出し、回転板２０ｂへと伝い、高速回転による遠心力によって外周方向に向かって薄膜状に広がり、この薄膜状になった水は回転板２０ｂの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。

このように、遠心力で飛散した水滴は、液体微細化手段ケース１３の内壁に衝突して破砕され、水の微細化が促進される。

また揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動し、液体飛散部２４から噴出しなかった水は、さらに揚水管２２の内壁を伝って上昇し、高速回転による遠心力によって外周方向に向かって薄膜状に広がり、この薄膜状になった水は、回転板２０ａの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。

このように、遠心力で飛散した水滴は、破砕部２５の内壁に衝突して破砕され、水の微細化が促進される。

このとき揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動する水は、回転モータ２１が高速回転しているため、螺旋状に旋回して上方へ移動するのではなく、内壁全周において略均一な状態で真上に移動していく。

このように、揚水管２２で揚水した水は、ほとんど全て微細化され、加熱された暖かい空気と混ざって蒸気の状態となって上方の開口から排出されるが、一部は微細化されずに液体微細化手段ケース１３の内壁に付着したわずかな水滴や、微細化された後に内壁において結露した微量の水滴となり、液体微細化手段ケース１３の内壁を伝って、貯水部２６に流れ落ち、貯水される。

一方、回転板２０ａおよび回転板２０ｂの高速回転によって微細化された水を含む暖かい空気は、ファンモータ９の送風によって、排気口６からサウナ室１の内部へ蒸気として供給される。

このとき、揚水管２２で揚水した水が、ほぼ完全に微細化されるためには、給水管４から供給される水の量が問題となる。すなわち、回転手段１４の形状や回転モータ２１の回転数等により決定される、液体微細化手段１０の微細化能力により、微細化できる水の量は設定され、たとえば４５ｃｃ／ｍｉｎである。

一方、定流量弁１５は水温や水圧により流量にバラツキを生じるため、貯水部２６での貯水量及び揚水管２２での揚水量にバッファ機能を持たせており、例えば定流量弁１５から４５ｃｃ／ｍｉｎ以上供給された場合には、当初バッファ量を増やしつつ、微細化水量も増加し、定常状態では定流量弁１５からの供給水量と微細化水量がほぼ同じとなる。

すなわち、通常のサウナ運転時、定常状態では定流量弁１５からの供給水量と微細化水量がほぼ同じとなり、サウナ室１への加湿量も安定している。

しかし、このサウナ室１への加湿量はサウナ室１が低湿の場合を想定しており、例えば入浴中にサウナ運転した場合等、サウナ室１が高湿の場合には、上記の供給水量が加湿量を上回ってくる。この供給水量が過剰にならないように給水弁１６の開閉を断続的に制御することができる。

その結果、サウナ運転終了後に、給水弁１６を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部２６の残水量を必要最小限にすることができ、残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することができる。

さらには、乾燥運転後には液体微細化装置３内の残水はなくなるので、排水管は不要で、液体微細化装置３の設置時の施工作業を簡単に行えるという効果を奏する。

次にサウナ運転終了後の乾燥運転について説明する。

通常のサウナ運転が終了すると、制御手段３１により給水弁１６が閉じ、液体を供給しない状態となる。その状態で、電気式ヒータ８とファンモータ９が作動し、図３に示す通風部２８に温風が通風し、通風部２８内の付着した水を乾燥させることができる。液体微細化装置３内の風路で、水が付着する部分はほとんどが通風部２８である。

このとき、給水口１７の近傍に逆止弁１８を設けることで、逆止弁１８より上流の水は空気と接触せず、また、逆止弁より下流の水は空気と接触するが、この水の量は給水管４内の水の量と比較して、極少量となる。

その結果、空気と接触しない逆止弁より上流の水は、菌の繁殖等から保護することができ、空気と接触する逆止弁より下流の水は極少量であるので、菌の繁殖等の問題はほとんどない。

また、給水口１７を液体微細化手段１０内の非通風部２９に設けることで、ファンモータ９から液体微細化手段ケース１３の上流開口部１３ａを介して送風される温風は、給水口１７に直接あたらない構成となるので、給水口１７の水の乾燥を抑制することができる。そのため、水が乾燥すると発生するスケール（水中に含まれるカルシウムやマグネシウムなどの堆積物）の量を抑制することができる。

その結果、逆止弁より下流の水の乾燥を防ぎ、スケールによる給水口１７の固着を防ぐことが可能となる。

また、給水口１７の近傍に給水口１７を囲うような板状の壁と貯水部２６へ水を流すための開口とを備えた防風壁３０を設けることで、ファンモータ９から液体微細化手段ケース１３の上流開口部１３ａを介して送風される温風は、給水口１７に直接あたらない構成となるので、給水口１７の水の乾燥をさらに抑制することができる。

その結果、逆止弁より下流の水の乾燥を防ぎ、スケールによる給水口１７の固着を防ぐことが可能となる。

以上、本実施の形態では、上記の液体微細化装置３をサウナ室１に設置してサウナ装置として利用した場合、給水弁１６を断続的に開閉させることにより、液体微細化手段１０における液体微細化量を調整でき、結果として、サウナ室の湿度状態に応じて、サウナ室への加湿量を調整でき、サウナ室１内を過加湿状態にせず、貯水部２６の水の量を必要最小限にすることができ、サウナ運転終了後の乾燥時間を短縮することができる。

さらに、供給した水をほぼ完全に微細化することができ、貯水部２６にわずかに残った微細化できなかった水を特別に排出せずとも、サウナ運転終了後の乾燥運転によって乾燥できるので、微細化できなかった水を排水として処理するための配管施工の工事が不要となり、結果として、サウナ装置の施工作業が簡単になるという効果を奏する。

さらに、給水口１７を非通風部２９に設けることで、乾燥運転中に、温風が給水口１７に直接あたらない構成となるので、給水口１７の水の乾燥を抑制することができる。結果として、水が乾燥すると発生するスケールを抑制し、給水口１７の固着を防ぐという効果を奏する。

さらに、給水口１７の近傍に防風壁３０を設けることで、乾燥運転中に、温風が給水口１７に直接あたらない構成となるので、給水口１７の水の乾燥をさらに抑制することができる。結果として、水が乾燥すると発生するスケールを抑制し、給水口１７の固着を防ぐという効果を奏する。

以上のように、本発明の液体微細化装置は、給水口に液体の逆流を防ぐ逆止弁を備えることにより、液体が空気と接する部分を最小限とすることで、液体を入れ替えることなく菌の繁殖等を防ぐことができる。さらに、給水弁の開閉を制御することにより、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、結果として微細化運転終了後に、給水弁を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することができる。さらには、乾燥運転後には液体微細化装置内の残水はなくなるので、排水管は不要で、液体微細化装置設置時の施工作業を簡単に行えるようにすることができるという効果を奏する。

したがって、例えば、サウナ装置、加湿装置、冷却装置、噴霧装置、洗浄装置、植物育成設備等への活用が期待される。また、水だけでなく、油や洗剤等のその他の液体の微細化設備にも利用することが可能である。

１ サウナ室
２ 天井面
３ 液体微細化装置
４ 給水管
５ 吸込口
６ 排気口
７ 本体ケース
８ 電気式ヒータ
９ ファンモータ
１０ 液体微細化手段
１１ ファンケーシング
１２ 補助電気式ヒータ
１３ 液体微細化手段ケース
１４ 回転手段
１５ 定流量弁
１６ 給水弁
１９ 回転軸
２０ａ、２０ｂ 回転板
２１ 回転モータ
２２ 揚水管
２３ エリミネータ
２４ 液体飛散部
２５ 破砕部
２６ 貯水部
２７ サーミスタ
２８ 通風部
２９ 非通風部
３０ 防風壁
３１ 制御手段
３２ 制御部
３３ リモコン

Claims (4)

1. 吸込口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内の前記吸込口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段を備え、前記液体微細化手段は、上流開口部および下流開口部を有する液体微細化手段ケースと、この液体微細化手段ケース内に設けた回転手段と、前記液体微細化手段ケースの下部に設けた貯水部と、この回転手段に液体を供給する液体供給手段と、前記回転手段は、回転モータと、前記回転モータに固定されるとともに前記貯水部から液体を吸上げる揚水管と、この揚水管で吸上げられた液体を吹出す液体飛散部とを有し、前記回転手段の外周には、前記液体微細化手段ケースに連結された破砕部を有し、前記液体供給手段は、給水管と、この給水管の途中に配した給水弁と、前記給水管の最も下流に配置した給水口とを有し、前記送風手段は、羽根車と、この羽根車を回転させるファンモータと、前記羽根車を内包するファンケーシングとを備えた構成であって、前記給水口に液体の逆流を防ぐ逆止弁を備えたことを特徴とする液体微細化装置。
2. 前記給水口は、非通風部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の液体微細化装置。
3. 前記給水口の近傍には、防風壁を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体微細化装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の液体微細化装置をサウナ室の天井に設けたサウナ装置。

Images