JP2000271470A - 溶液添加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶液濃度を制御し易い、気体又は液体が逆流
しない、多数種類の溶液を放出（添加）できる溶液添加
装置を提供する。 【解決手段】 貯蔵された溶液８を噴出させるべく駆動
する駆動部５と、前記溶液８の通路を開閉する開閉部６
と、噴出される前記溶液８と液体又は気体３１を混合す
る混合部２９と、制御部とを備え、前記制御部は、前記
駆動が行われるか否かに応じて、前記開閉部６をして、
前記通路を開閉させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は溶液添加装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は例えば特開平１０
−１４６３８５号公報に示されている。この公報による
と、貯蔵された溶液（香料）を噴出させるべく駆動する
駆動部が設けられている。そして、使用者が好む香料を
例えば室内へ放出させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記装置では、
溶液（香料）を室内へ放出させるだけなので、溶液が添
加された気体（大気）の溶液濃度を制御する手段がない
第１の欠点がある。また上記装置を使って、ある液体中
に溶液（香料）を放出させる場合、溶液を放出しない時
の上記装置では、液体が上記装置中に逆流する第２の欠
点がある。そのため、溶液が添加された液体に於ける溶
液濃度を制御できない。

【０００４】更に上記装置では１種類の溶液しか放出で
きない第３の欠点がある。故に、本発明はこの様な従来
の欠点を考慮して、溶液濃度を制御し易い、気体又は液
体が逆流しない、多数種類の溶液を放出（添加）できる
溶液添加装置を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の本発明では、貯蔵された溶液を噴出させ
るべく駆動する駆動部と、前記溶液の通路を開閉する開
閉部と、噴出される前記溶液と液体又は気体を混合する
混合部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記駆動が
行われるか否かに応じて、前記開閉部をして、前記通路
を開閉させる。

【０００６】請求項２の本発明では、前記開閉部は、前
記通路に対応する孔が設けられたシャッタと、前記シャ
ッタを支持する形状記憶合金バネと、前記バネを加熱す
る開閉部ヒータとから成る。

【０００７】請求項３の本発明では、前記駆動部は、前
記通路の周辺に設けられた駆動部ヒータ又はピエゾ素子
から成る。

【０００８】請求項４の本発明では、前記通路に噴出部
を設け、前記噴出部は前記混合部に対し、着脱可能に設
けられる。

【０００９】請求項５の本発明では、前記混合部内に於
て、前記液体又は気体が所定方向に流れ、前記溶液は前
記所定方向に略直交して噴出され、前記液体又は気体と
前記溶液は前記混合部内で混合され、該混合部が前記混
合部の出口部から放出されるものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態１に
係る溶液添加装置１を、図１ないし図３に従い説明す
る。図１は前記装置１の斜視図、図２は前記装置１の部
分断面図、図３は前記装置１の断面図である。

【００１１】溶液添加装置１を構成する噴出器２は、例
えば、タンク３と、貯蔵部４と、駆動部５と、開閉部６
と、噴出部７等から成る。タンク３は、接続口を有し、
密閉状に形成されており、溶液（例えばミネラル成分を
含むもの）８が充填されている。

【００１２】貯蔵部４は例えば、外形が略直方体状であ
り、左側面に開口した入口９が形成され、右側面に突出
し、かつ内部に孔が形成された出口１０が形成されてい
る。そして、貯蔵部４の内部には、入口９と出口１０を
つなぐ様に、内室１０が形成されている。入口９にはシ
ール材（図示せず）を介して、タンク３の接続口が挿入
されている。

【００１３】駆動部５は例えば、駆動部本体１２と、駆
動部ヒータ１３とから構成されている。駆動部本体１２
の入口は、貯蔵部４の出口１０に水密的に接続されてい
る。駆動部本体１２の略中央は凹状に形成され、その凹
状部に駆動部ヒータ１３が固定されている。

【００１４】そして、駆動部ヒータ１３に所定の電圧が
印加されると、駆動部本体１２が温度上昇し、通路１４
内に気泡１５が生じる様に構成されている。上記気泡に
より除外された容積分の溶液８が噴出される様に設けら
れている。この様に、駆動部５は通路１４の周辺に設け
られた駆動部ヒータ１３等から成り、貯蔵された溶液８
を噴出させるべく駆動するものである。

【００１５】開閉部６は例えば、開閉部本体１６と、シ
ャッタ１７と、バネ１８、１９と、開閉部ヒータ２０等
から成る。開閉部本体１６の入口は、駆動部本体１２の
出口に水密的に接続されている。開閉部本体１６の出口
は、噴出部７に水密的に接続され、又は噴出部７と一体
的に形成されている。

【００１６】開閉部本体１６の適所に空室２１が形成さ
れ、空室２１内にシャッタ１７が設けられている。シャ
ッタ１７は例えば、略中央部に孔２２が形成された平板
である。後述する様に、駆動部５が駆動する時、シャッ
タ１７の孔２２は通路１４に対応する位置に一致すべ
く、構成されている。

【００１７】バネ１８は例えば、形状記憶合金から成
り、バネ１９は普通のバネ材から成りバネ１８は空室２
１の上面とシャッタ１７の上面との間に配置され、バネ
１９は空室２１の下面とシャッタ１７の下面との間に配
置されている。この様に、バネ１８、１９はシャッタ１
７を上下移動可能に支持している。

【００１８】開閉部本体１６の略中央は凹状に形成さ
れ、その凹状部に開閉部ヒータ２０が固定されている。
開閉部ヒータ２０は開閉部本体１６を介して、バネ１８
を加熱する様に構成されている。

【００１９】この様に構成する事により、開閉部ヒータ
２０が通電されない場合は、バネ１８は加熱されないの
で、比較的低温（略室温と同じ）である。この時、バネ
１８は縮み、バネ１９は伸びるので、シャッタ１７の孔
２２は通路１４の上方に位置する。その結果、シャッタ
１７の平坦部（孔２２でない部分）が通路１４の位置と
一致するので、シャッタ１７は通路１４を閉じる。

【００２０】また、開閉部ヒータ２０が所定の電圧にて
通電された場合、バネ（形状記憶合金から成る）１８は
所定温度になるまで加熱されるので、元の位置に戻る。
その結果、シャッタ１７の孔２２は通路１４の位置と一
致するので、シャッタ１７は通路１４を開く。この様
に、開閉部ヒータ２０を通電するか否かにより、開閉部
６は溶液８の通路１４を各々、聞き又は閉じさせる。

【００２１】また、噴出部７の内部にオリフィス２３が
形成され、タンク３の内部と、貯蔵部４の内室１１と、
駆動部本体１２の内部と、シャッタ１７の孔２２と、オ
リフィス２３等により、溶液８の通路１４が形成されて
いる。

【００２２】この様に、タンク３と、貯蔵部４と、駆動
部５と、開閉部６を覆う様に、ケーシング２４が形成さ
れ、噴出部７はケーシング２４の１側面から突出してい
る（図２参照）。回路基板２５は開閉部ヒータ２０と駆
動部ヒータ１３等に接続されたリード線が配置されたも
のであり、ケーシング２４内に固定されている。コネク
タ２６は回路基板２５に電気的接続され、ケーシング２
４の上面に突出して設けられている。上述の部品によ
り、噴出器２が構成されている。

【００２３】混合器２７は例えば、入口部２８と、混合
部２９と、出口部３０等から構成されている。入口部２
８は例えば、比較的、直径が小さい略円筒状に形成され
ている。混合部２９は例えば、比較的、直径が大きい略
円筒状に形成され、混合部２９の上部に入口部２８が接
続されている。出口部３０は混合部２９の下方に形成さ
れた開口である。

【００２４】混合部２９の適所に孔が形成され、噴出器
２の噴出部７は上記孔に水密的に、かつ着脱可能に取付
けられている。この様に、通路１４に噴出部７が設けら
れ、噴出部７は混合部２９に対し、着脱可能に設けられ
ている。

【００２５】この様なに構成により、入口部２８を介し
て液体又は気体（例えば水道水）３１が供給され、液体
又は気体３１は混合部２９内に於て、所定方向（例えば
下方向）に流される。この時、上述した様に、開閉部ヒ
ータ２０が通電されると、シャッタ１７は開く。そし
て、駆動部ヒータ１３が通電されると、気泡１５が発生
し、通路１４内の溶液８はオリフィス２３を介して液滴
３２として放出（噴出）される。

【００２６】この様にして、混合部２９内に於て液体又
は気体３１の流れ方向（所定方向）に略直交する様に、
溶液８（液滴３２）は噴出される。そして混合部２９内
に於て、液体又は気体３１と、溶液８（液滴３２）は混
合され、その混合物３３（例えばミネラル水）は混合部
２９の出口部３０から放出される。そして、使用者は出
口部３０の下方に例えばボトル等を置く事により、放出
された混合物３３をボトル内に収容する事が出来る。

【００２７】次に、図４のブロック図に従い、溶液添加
装置１の電気的構成を説明する。図４に於て、入力部３
４は例えば運転開始キーと、運転時間設定キーと、溶液
濃度設定キー（いずれも図示せず）等から成る。表示部
３５は例えば液晶表示装置等から成り、運転状態を表示
し、設定運転時間を表示し、設定された溶液濃度等を表
示する。

【００２８】また、外部機器（例えばパーソナルコンピ
ュータ等）３７と、溶液添加装置１を電気的接続させ
（図１参照）、外部機器３７により、前記入力部３４と
前記表示部３５を得ても良い。

【００２９】制御部３７は例えばＣＰＵ等から成り、制
御部３７に接続された記憶部（例えばＲＯＭ等）３８に
内蔵された制御プログラムにより、各部品を制御してい
る。また、記憶部３８は、その他のデータも記憶してい
る。

【００３０】この様に、制御部３７の各入力端子は、入
力部３４と、記憶部３８が接続されている。制御部３７
の各出力端子は、駆動部５を構成する駆動部ヒータ１３
と、開閉部６を構成する開閉部ヒータ２０と、表示部３
５に接続されている。以上の部品により、溶液添加装置
１が構成されている。

【００３１】次に、図１ないし図４に従い、この溶液添
加装置１の動作を説明する。これらの図に於て、使用者
は、まず自分の好む溶液（例えばミネラル成分を含むも
の）８が収納された噴出器２を混合器２７に取付ける
（図１参照）。

【００３２】そして使用者は、入力部３４に於て、運転
時間設定キーを操作し、運転時間を設定し、溶液濃度設
定キーを操作し、溶液濃度（混合器２７の出口部３０か
ら放出される混合物３３の濃度）を設定する。使用者
は、例えば混合器２７の入口部２８にホースを介して接
続された水道の蛇口の栓（共に図示せず）を開き、運転
開始キーを押す。この様に、入口部２８を介して液体又
は気体（上述の説明では水道水）３１が供給され、液体
又は気体３１は混合部２９内に於て、所定方向（例えば
下方向）に流される。

【００３３】この時、運転開始キーが押される事により
制御部３７は制御動作を開始する。即ち、制御部３７は
駆動部ヒータ１３を通電させ、駆動部５を駆動させる。
制御部３７は駆動部５の駆動開始と略同時に、開閉部ヒ
ータ２０を通電させ、通路１４を開く。

【００３４】この様に、駆動部ヒータ１３が通電される
と、駆動部本体１２が温度上昇し、通路１４内に気泡１
５が生じる。そして、開閉部ヒータ２０が通電される
と、バネ１８は元の位置に戻り、シャッタ１７の孔２２
は通路１４の位置と一致し、シャッタ１７は通路１４を
開く。

【００３５】この様にして、上記気泡１５により除外さ
れた容積分の溶液８がオリフィス２３を介して、液滴３
２として噴出される。この様に、混合部２９内に於て、
液体又は気体３１の流れ方向（所定方向）に略直交する
様に、溶液８（液滴３２）は噴出される。そして混合部
２９内に於て、液体又は気体３１と、溶液８（液滴３
２）は混合され、その混合物３３（例えばミネラル水）
は混合部２９の出口部３０から放出され、使用者により
ボトル等に収納される。

【００３６】この様に、混合物３３の取出しが終わる
と、使用者は入力部３４に於て、運転停止キー（図示せ
ず）を押す。その結果、制御部３７は駆動部ヒータ１３
への通電を停止し、駆動部５の駆動を停止させる。制御
部３７は上記駆動停止と略同時に、開閉部ヒータ２０へ
の通電を停止する。

【００３７】この様に、駆動部ヒータ１３への通電が低
下すると、駆動部本体１２の加熱された温度が低下し、
気泡１５が消滅（又は小さくなる）する。その結果、駆
動部５による通路１４内の溶液８を移動させる力が急速
に弱まる。

【００３８】また上述の様に、開閉部ヒータ２０への通
電が停止すると、開閉部６が通路１４を閉じる。その結
果、混合部２９内に流入された液体又は気体３１（例え
ば水道水）が通路１４内に逆流する事を防止出来る。故
に、通路１４内に於て、液体又は気体３１と溶液８とが
混合する事により、通路１４内の溶液８の濃度が小さく
なり、次回に溶液を噴出する時に、溶液濃度が不明とな
り、混合部２９から放出される溶液濃度を制御できなく
なる事を防止出来る。

【００３９】次に、図５の断面図に従い、本発明の実施
の形態２に係る溶液添加装置３９を説明する。溶液添加
装置３９は、噴出器２ａと混合器２７とから構成され、
混合器２７は上述の溶液添加装置１に用いられたものと
同一である。

【００４０】噴出器２ａは、タンク３ａと、貯蔵部４ａ
と、駆動部５ａと、開閉部６と、噴出部７等から構成さ
れ、開閉部６と噴出部７は各々、溶液添加装置１のもの
と同一である。タンク３ａの接続口は、貯蔵部４ａの入
口９ａに接続されている。

【００４１】駆動部５ａは、ピエゾ素子４０と、スイッ
チ４１と、電源４２等から構成されている。ピエゾ素子
４０は、貯蔵部４ａの左側面上に電極（図示せず）を介
して配置されている。ピエゾ素子４０の左側面上に設け
られた他の電極（図示せず）はスイッチ４１と、電源４
２と、貯蔵部４ａの底面とに、直列接続されている。こ
れらの部品により、溶液添加装置３９は構成されてい
る。

【００４２】次に、図５に従い、この溶液添加装置３９
の動作を説明する。液体又は気体３１は混合部２９内に
於て、所定方向（例えば下方向）に流される。使用者が
運転開始キーを押す事により、制御部３７はスイッチ４
１を閉じさせ、駆動部５ａを駆動させる。制御部３７は
駆動部５の駆動開始と略同時に、開閉部ヒータ２０を通
電させ、通路１４ａを開く。

【００４３】この様に、スイッチ４１が閉じると、ピエ
ゾ素子４０に電圧が印加され、ピエゾ素子４０が歪む
（例えば、ピエゾ素子４０の略中央部が右側にずれ
る）。その結果として、内室１１の容積は減り、通路１
４ａ内の溶液８は外部に噴出する力を受ける。そして、
開閉部ヒータ２０が通電されると、シャッタ１７は通路
１４を開く。この様にして、溶液８はオリフィス２３を
介して、液滴３２として噴出される。

【００４４】この様に、混合部２９内に於て、液体又は
気体３１と、溶液８（液滴３２）は混合され、その混合
物（例えばミネラル水）は出口部３０から放出され、使
用者によりボトル等に収納される。

【００４５】次に、使用者が運転停止キーを押すと、制
御部３７はスイッチ４１を開き、ピエゾ素子４０への通
電を停止し、駆動部５の駆動を停止させる。即ち、ピエ
ゾ素子４０は元の位置へ復帰し、通路１４ａ内の溶液８
は外部に噴出する力がなくなる。

【００４６】また上述の様に、開閉部ヒータ２０への通
電が停止すると、開閉部６が通路１４ａを閉じる。その
結果、混合部２９内へ流入された液体又は気体３１が通
路１４内に逆流する事を防止出来る。

【００４７】なお上述の説明では、液体又は気体３１と
して水道水を例示したが、本発明はこれに限定されず、
例えばポンプ等により、所定の圧力を付加され所定方向
に流れる液体、又はファン等により、所定の圧力を付加
され所定方向に流れる気体等に適用される。また溶液と
して、所定の香料を含むものや、例えば検査のために用
いられる試薬等が用いられる。

【００４８】

【発明の効果】上述の様に請求項１の本発明では、制御
部は駆動部の駆動が行われるか否かに応じて、開閉部を
して通路を開閉させる。この様に、貯蔵された溶液を噴
出させるべく駆動する駆動部による駆動が停止すると、
開閉部は通路を閉じる。その結果、混合部内に流入され
た液体又は気体が通路内に逆流する事を防止出来る。故
に、通路内の溶液濃度を所定値に維持する事が出来、次
回に溶液を噴出する時に混合部から放出される溶液濃度
を所望値に制御する事が出来る。

【００４９】請求項２の本発明では、開閉部は、通路に
対応する孔が設けられたシャッタとシャッタを支持する
形状記憶合金バネと、バネを加熱する開閉部ヒータとか
ら構成される。この様に開閉部を構成する事により、電
磁弁の様に、大きなスペースを占めるコイル部が不要と
なり、装置を小型化できる。

【００５０】請求項３の本発明では、駆動部は、通路の
周辺に設けられた駆動部ヒータ又はピエゾ素子から構成
するので、噴出部から噴出される溶液の量を正確に制御
する事が出来る。その結果、混合部から放出される溶液
濃度を所望値に制御する事が出来る。

【００５１】請求項４の本発明では、通路に噴出部を設
け、噴出部は混合部に対し、着脱可能に設けられる。こ
の様に構成する事により、所定の溶液が収納された複数
種類の噴出器を混合器に取付ける事が出来るので、使用
者は自分の好む溶液を収納した噴出器を混合器に容易に
取付ける事が出来る。

【００５２】請求項５の本発明では、混合部内に於て、
液体又は気体が所定方向に流れ、溶液は所定方向に略直
交して噴出され、液体又は気体と溶液は混合部内で混合
され混合物が混合部の出口から放出される。この様に、
構成する事により、任意の液体又は気体に、使用者が選
択した溶液（所定の成分が含まれている）を添加する事
が出来、利便性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る溶液添加装置１の
斜視図である。

【図２】前記溶液添加装置１の部分断面図である。

【図３】前記溶液添加装置１の断面図である。

【図４】前記溶液添加装置１のブロック図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る溶液添加装置３９
の断面図である。

【符号の説明】

５ 駆動部 ６ 開閉部 ８ 溶液 ２９ 混合部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯蔵された溶液を噴出させるべく駆動す
   る駆動部と、前記溶液の通路を開閉する開閉部と、噴出
   される前記溶液と液体又は気体を混合する混合部と、制
   御部とを備え、前記制御部は、前記駆動が行われるか否
   かに応じて、前記開閉部をして、前記通路を開閉させる
   事を特徴とする溶液添加装置。
2. 【請求項２】 前記開閉部は、前記通路に対応する孔が
   設けられたシャッタと、前記シャッタを支持する形状記
   憶合金バネと、前記バネを加熱する開閉部ヒータとから
   成る事を特徴とする請求項１の溶液添加装置。
3. 【請求項３】 前記駆動部は、前記通路の周辺に設けら
   れた駆動部ヒータ又はピエゾ素子から成る事を特徴とす
   る請求項１の溶液添加装置。
4. 【請求項４】 前記通路に噴出部を設け、前記噴出部は
   前記混合部に対し、着脱可能に設けられた事を特徴とす
   る請求項１の溶液添加装置。
5. 【請求項５】 前記混合部内に於て、前記液体又は気体
   が所定方向に流れ、前記溶液は前記所定方向に略直交し
   て噴出され、前記液体又は気体と前記溶液は前記混合部
   内で混合され、該混合物が前記混合部の出口部から放出
   される事を特徴とする請求項１の溶液添加装置。