JP2004028412A - マイナスイオン発生装置用ミスト生成機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】構造が簡単且つ安価で、マイナスイオン発生装置に最適なミスト生成機構を提供すること。
【解決手段】水槽から吸い上げた水からマイナスイオンを含むミストを生成して放出するマイナスイオン発生装置におけるミスト生成機構１００は、水槽３２の水の中に一端が没するよう設けられた中空の水供給体であって、回転させられたときに壁面に沿って水を水槽３２から吸い上げる水供給体１０２と、水供給体１０２の他端が固着されて水供給体１０２と一体化されており、回転させられたときに水供給体１０２で吸い上げた水を放出することによって、マイナスイオンを含むミストを生成する回転体１０１とを具備する。
【選択図】 図８
【解決手段】水槽から吸い上げた水からマイナスイオンを含むミストを生成して放出するマイナスイオン発生装置におけるミスト生成機構１００は、水槽３２の水の中に一端が没するよう設けられた中空の水供給体であって、回転させられたときに壁面に沿って水を水槽３２から吸い上げる水供給体１０２と、水供給体１０２の他端が固着されて水供給体１０２と一体化されており、回転させられたときに水供給体１０２で吸い上げた水を放出することによって、マイナスイオンを含むミストを生成する回転体１０１とを具備する。
【選択図】 図８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造が簡単且つ安価であり、マイナスイオン発生装置に使用して最適なミスト生成機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイナスイオン濃度が高い環境で日常生活を送ると、疲労回復効果、精神安定効果、血液浄化効果、抵抗力増進効果等の優れた医療効果が期待されることが知られている。そのため、人為的にマイナスイオンの濃度を高める多種多様な装置が既に開発され、特許出願されてきている。こうした装置は、マイナスイオンを発生させるための原理かに基づいて分類すると、紫外線、放射線又はコロナ放電を利用するものと微細な水滴を利用するものとに大別することができる。
【０００３】
微細なミストを発生させることでマイナスイオンを多量に発生させる原理は、既に古くからレナード効果として広く知られている。これは、水が砕けて生成された微細な水滴が相互に摩擦されるとき、静電気が発生され、それによって空気中のマイナスイオンの濃度が高まるというものである。
【０００４】
微細なミストの生成によるマイナスイオンの発生を利用したマイナスイオン発生装置として、ミストをノズルにより噴霧する形式のものと、ミストの生成に回転体を利用する形式のものとが知られている。前者には、円板に水を注ぐ方式のものや２筒型のもの（例えば特開平４−１２６７１７号公報参照）があり、後者には、円板に水を注ぐもの（例えば特開平４−１４１１７９号公報、特開平４−２５１１３２号公報参照）、２枚の平板を用いるもの（例えば特開平５−１９２４１８号公報参照）、１筒型で羽根車を利用したもの（特表平９−２６４５７４号公報、特開平１０−１２７７６８号公報、特開２００１−３２７８２５号公報参照）、編み目を設けたもの（特開平９−２０３５４０号公報、特開平９−２８５５５５号公報参照）等が知られている。
【０００５】
しかしながら、従来のマイナスイオン発生装置の中には、ミストを生成するため水を供給するのにポンプを必要とするので、装置の構造が複雑且つ高価になるものがあった。また、ミストを生成するのに、編み目構造を有する複雑な部材を利用するため、製作性が悪く、コストが高いものもあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の種々の課題を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、構造が簡単且つ安価で、マイナスイオン発生装置に最適なミスト生成機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、
水槽から吸い上げた水からマイナスイオンを含むミストを生成して放出するマイナスイオン発生装置におけるミスト生成機構であって、
前記水槽の水の中に一端が没するよう設けられた中空の水供給体であって、回転させられたときに壁面に沿って水を前記水槽から吸い上げる水供給体と、
前記水供給体の他端が固着されて前記水供給体と一体化されており、回転させられたときに前記水供給体で吸い上げた水を放出することによって、マイナスイオンを含むミストを生成する回転体と、
を具備することを特徴とするミスト生成機構、
を提供する。
【０００８】
請求項２の発明は、前記水供給体の断面形状を、前記一端の方が前記他端よりも小径である円錐台の形をしており、前記水供給体の前記他端の近くに、複数の水排出穴を周方向に設けるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、前記回転体が、外筒と、該外筒と同心円状に設けられた内筒とを有するものとし、前記外筒と前記内筒とに、軸方向の複数のスリットを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、前記前記水供給体が、前記第１の端部から前記第２の端部の方へ向かって直径が大きくなる円錐台形の第１の部分と、該第１の部分に連なる円筒形の第２の部分とを有するものとし、前記水供給体の前記他端の近くに、複数の水排出穴を周方向に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、前記回転体を前記第２の部分と同心円状の円筒とし、該円筒が、周方向に設けられた複数のスリットを有するようにしたものである。
請求項６の発明は、前記水供給体が、前記一端に内側に向かうよう取り付けられた鍔と、内壁に沿って設けられた吸い上げ棒とを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るミスト生成機構の若干の実施の形態について詳述する。まず、図１〜図３により、マイナスイオン発生装置の一例と、そこでミストがどのように生成されるかを説明する。なお、図面は、本発明の理解を容易にすることを目的として各構成要素の配置関係を明示するために作成されたものであり、正確な断面図にはなっていない。これらの図において、マイナスイオン発生装置ＭＧは任意の材料、例えばプラスチックやステンレスで構成された扁平な箱形をした本体１を備え、本体１の内部には、下から上に向かって、機器収納部２、ミスト生成部３、気水分離部４及びミスト吹き出し部５が設けられる。以下、これらの部分の構成と動作を具体的に説明する。
【００１３】
機器収納部２には、本体１の一方の側面１１に近い側に送風機６が配置され、送風機６の吹き出し口は、本体１の一方の側面板１１と本体１の前面板１２とミスト生成部３の一方の側面板３１とによって囲まれた風路７と接続される。これにより、送風機６から吹き出された空気は、図１及び図２に白い矢印で示すように、風路７を上方へ向かって移動する。
【００１４】
ミスト生成部３の内部には、所定の量の水を蓄えることができ且つ上面が覆われていない水槽３２が収容され、水槽３２の中に回転体３３と、水槽３２内に立てられた仕切板３５とが設けられる。仕切板３５は水槽３２の底面から上面に達する高さを有する。これにより、ミスト生成部３は仕切板３５によって前側の空間と後側の空間とに区分される。
【００１５】
通常、回転体３３によってはじき飛ばされた水は、水槽３２の壁面に衝突して衝突音を発生する。これは、回転体３３の回転数が増すほど大きくなり、騒音として無視できない場合がある。この不具合を解消するため、水槽３２の角部に丸みを持たせている。これにより騒音を２ｄＢ以上低減することができる。
【００１６】
風路７の上部において、側面板３１には、水槽３２の前板３６と仕切板３５との間隔に相当する幅の開口３７が形成されている。また、仕切板３５は、その下部の一部に開口３８を有する。したがって、風路７を上昇してきた空気は、風路７の上部に前から後にかけて傾斜するよう設けられた壁板７１に導かれて、図１に白い矢印で示すように、開口３７を通過して仕切板３５とミスト生成部３の前板３６とで区切られた空間に流れ込み、次いで、仕切板３５の下部の開口３８から仕切板３５の後側の空間に流入する。
【００１７】
回転体３３は機器収納部２に接地されたモータ８に連結される。これにより、モータ８の動作時には、回転体３３及び回転体３３の水供給体３４はモータ８によって高速回転させられるので、回転体３３の水供給体３４は水槽３２内の水を回転体３３のミスト生成部３に供給する。こうして、回転体３３からミスト生成部３に供給された水は、回転による遠心力で外側へ放出されてミストになり、マイナスイオンを発生させる。マイナスイオンを含むミストは、仕切板３５の開口３８から流入した空気と混合されて混合気となり、図２に黒い矢印で示すようにミスト生成部３内を上昇する。その際、混合気中の質量の大きな粗大ミストは重力によって落下し、微細ミストのみが気水分離部４の風路なる窓４２（後述）を通過することができる。
【００１８】
ミスト生成部３の水槽３２の上に気水分離部４が載置される。気水分離部４の底面４１には、ミスト生成部３で生成された混合気を通過させるための風路なる窓４２が設けられる。そこで、図２に黒の矢印で示すように、ミスト生成部３内を上昇してきた混合気は気水分離部４の風路なる窓４２を通過して気水分離部４内に流入する。
【００１９】
図３の（イ）は気水分離部４の上面図、図３の（ロ）は気水分離体４３の斜視図である。気水分離部４は、底板４１の上に設けられた渦巻き状の気水分離体４３を備える。ミスト生成部３から気水分離部４へ風路なる窓４２を通って流入した混合気は、気水分離部４の底板４１と上面板４４と気水分離体４３とで囲まれた渦巻き状の経路を移動する。この経路は所定の長さを持っているので、経路を移動する間に、微細ミストに含まれた相対的に重い水滴は遠心力の作用で気水分離体４３の壁面に押しやられて壁面に付着することになり、気水分離部４の上面板４４には、気水分離体４３の出口付近にミスト流出口４５が設けられているので、渦巻状の経路から超微細ミストが出力される。出力された超微細ミストはミスト流出口４５を通ってミスト吹き出し部５の内部へ流入する。
【００２０】
ミスト吹き出し部５は、カバー５１、前面板１２、後面板１３、上面板４４及び左右の壁面５２、５３によって周囲を囲まれた空間であり、前面に吹き出し口５４を有する。これにより、気水分離部４から流入したミストは、ミスト吹き出し部５内を移動して吹き出し口５４から外部へ送出される。
【００２１】
図４は、以上説明したマイナスイオン発生装置ＭＧの具体的な構成の一例を示す斜視図である。なお、図４も、マイナスイオン発生装置の構成とミストの流れの理解を容易にするための図であって、各構成要素相互の配置関係を明確にすることを目的としたものであり、図１〜図３で既に説明した構成要素に対しては同じ参照数字を付してある。図４に示すように、マイナスイオン発生装置ＭＧは、機器収納部２、ミスト生成部３、気水分離部４及びミスト吹き出し部５をこの順で積層した形状であり、ミスト生成部３へ吹き込む空気を装置の側面に沿って供給するようにしたので、縦に長くスパンを取る必要がなく、製作が容易であり、低コストであるという特徴を有する。
【００２２】
図４において、本体１の前面板１２には、送風機６に対応した位置に空気吸入口９が形成され、ここから吸い込まれた空気が送風機６から吹き出されて風路７内を上昇する。また、機器収納部２の適宜の個所に、水槽３２内の水を排出するための排出管１０とその下端に接続された排出弁１１とが設置される。
【００２３】
水槽３２の一方の隅には、水槽内の水位の上限を感知する上限水位センサ１２と、水位の下限を感知する下限水位センサ１３とが設置され、これら水位センサはセンサ・カバー１４によって覆われている。装置の作動時には、送風機６から吹き出される空気の圧力が水に加わり、同時に、回転体３３の回転も加わるので、水槽３２内の水が激しく動き、水槽３２内の水位を正確に検出することは困難であるが、これらの水位センサ１２、１３をセンサ・カバー１４で覆うことにより、水槽３２内の水の水位を安定に検出することが可能になる。
【００２４】
水槽３２の一つの側板には、水槽３２内へ水を自動供給するための給水管１５と、水槽３２内の水を排出するためのオーバーフロー管１６とが接続され、給水管１５の下端には給水弁１７が設けられる。上記のとおり、装置の作動時には、水槽３２内は送風機６より空気が供給されるので、圧力が高くなっている。したがって、水槽３２内にオーバーフロー管１６を設けた場合、オーバーフロー管１６の出口からは外部へ向かって常に空気が漏れ出して、オーバーフロー管１６の開口を大きく取ったときには、漏れ出す空気と一緒に、回転体３３によって破砕された水が不必要に外部へ排出されてしまう。また、漏れ出す空気の量を大きくすると、吹き出し口から出力できる風量も減衰されてしまう。この現象が起こると、装置内部の水の消費量が増加し、自動給水の頻度が増し、必要以上の水を使用することになって、不経済である。
【００２５】
これを解決するため、オーバーフロー管１６の上部は、先端が水の中に入るよう逆Ｕ字状に折り曲げられ、また、折り曲げられた部分の頂部には通気口が開けられている。これにより、水面の暴れによる不必要な水の排出と、破砕された水が空気に乗って必要以上に外部へ漏れ出す不具合が解決される。給水管１５、オーバーフロー管１６及び給水弁１７は、機器収納部２の送風機６と後面板１３との間の空間に配置されることが望ましい。
【００２６】
図５は、水槽３２における水の水位に対する回転体３３、水供給体３４、上限水位センサ１２、下限水位センサ１３、センサ・カバー１４、給水管１５、オーバーフロー管１６及び排水管１０の概略の位置関係を示している。
【００２７】
マイナスイオン発生装置ＭＧには、ミスト生成部３の水槽３２内の汚れやぬるみを除去する等のメンテナンスを可能にするメンテナンス機構１８が設けられる。図６の（イ）は、水槽３２とメンテナンス機構１８との位置関係を示す図であり、図６の（ロ）はメンテナンス機構１８を取り付けた状態を概略的に示す断面図である。これらの図において、メンテナンス機構１８は、水槽３２の前面板に、水槽３２内の水がこぼれ出すことのない適宜の位置に設けられた開口部１８１と、この開口部１８１に対して取り外し自在に設けられた閉鎖部材１８２とからなり、開口部１８１は通常は閉鎖部材１８２によって閉じられている。現実には、水槽３２は本体１の内部に設置されるのであるから、本体１の前面板１２にも、開口部１８１に対応して開口部１４が設けられる。開口部１８１及び１４は、使用者が水槽３２内に手を挿入して内部を掃除することができるだけの大きさであることが望ましい。
【００２８】
閉鎖部材１８２は前板１８３と後板１８４と結合板１８５とを有し、前板１８３は開口部１８１を覆う（したがって、本体１の前面板１２に開口部１８１に対応して形成された開口部１４を覆う）大きさを有する。一方、後板１８４は、その下部に開口１８６を有しており、開口部１４及び１８１を通って水槽３２内に挿入されたとき、図６の（ロ）に示すように、後板１８４は仕切板３５に接するように配置され、開口１８６は仕切板３５の開口３８と重なり合う。このとき、前板１８３も本体１の前面板１２に接する位置に来るよう、結合板１８５の長さが決められる。
【００２９】
この種のマイナスイオン発生装置は空気を吸入して空気清浄機及び脱臭装置としても機能するため、空気中のゴミ等の汚れが水槽３２内に付着し易いが、こうしたメンテナンス機構１８を設けることにより、水槽３２の内部に手を直接挿入して水槽３２の内面や回転体３３を容易に掃除することが可能になるため、装置を清潔に保持することができる。メンテナンス機構１８を透明な部材で構成することによって、内部を目視で観察して水槽３２の内部をチェックすることができるようにしてもよい。
【００３０】
マイナスイオン発生装置ＭＧの最上部には、図４に示すように、水槽３２に連なる手動給水口１９が設けられる。この手動給水口１９は手動で水を水槽３２に供給するためのものである。これにより、給水管１５による自動給水に加えて、必要に応じて手動で水槽３２に給水することができるうえ、給水管１５による自動給水が不可能な場所であっても、装置を設置することが可能になる。
【００３１】
マイナスイオン発生装置ＭＧの動作を自動制御するため、適宜の空間に制御基板２０が取り付けられる。制御基板２０には、図７に示すように、マイクロコンピュータ２１が設置され、マイクロコンピュータ２１はモータ８、送風機６、給水弁１７、排水弁１１、上限水位センサ１２、下限水位センサ１３、湿度センサ及びコマンド・スイッチ２２と接続される。湿度センサはマイナスイオン発生装置ＭＧを設置した部屋の湿度を感知するために設けられ、コマンド・スイッチ２２は動作指令を入力するためのスイッチである。これにより、マイクロコンピュータ２１は次のように動作する。
【００３２】
（１）自動運転
マイナスイオン発生装置ＭＧを自動運転していると、マイナスイオンを含んだ超微細ミストが生成され、これに伴って水槽３２内の水位が下がる。そこで、水位が下限すなわち給水レベルまで下がると、下限水位センサ１３が水位の低下を感知してマイクロコンピュータ２１に信号を送る。これに応答してマイクロコンピュータ２１は給水弁１７を開かせ、水槽３２に水を供給させる。こうして水位が上昇して上限すなわち満水レベルに達すると、上限水位センサ１２がこれを感知してマイクロコンピュータ２１に通知するので、マイクロコンピュータ２１は給水弁１７を閉じさせて水の供給を停止する。以後、水位の増減に応じて、上記の動作が反復される。
【００３３】
（２）運転開始時
コマンド・スイッチ２２の電源スイッチをオンにして運転を開始したときに水槽３２内の水位が下限以下であるとき、下限水位センサ１３からのオフの出力に基づいて、マイクロコンピュータ２１は給水弁１７を開かせて給水を開始する。水槽３２内の水位が上限に達すると、上限水位センサ１２のオンの出力に基づいてマイクロコンピュータ２１は給水弁１７を閉じ、給水を停止させて自動運転を開始する。
【００３４】
一方、運転開始時に水槽３２内の水位が上限を超えていたときには、上限水位センサ１２のオンの出力によりマイクロコンピュータ２１は排水弁１１を動作させて水槽３２からの排水を行い、水位が下がってきて上限に達すると、上限水位センサ１２のオフの出力によりマイクロコンピュータ２１は排水弁１１を閉じて排水を停止し、次いで自動運転を開始する。
【００３５】
（３）水交換
水槽３２内の水は、空気中のほこり等の汚れを捕捉して汚れてくるため、所定の時間間隔で（例えば３時間おきに）交換されることが望ましい。これを実現するため、マイクロコンピュータ２１には水交換のための時間間隔が予め登録されており、水交換時点になると、マイクロコンピュータ２１は運転を停止させて排水弁１１を開かせて排水を開始する。こうして水位が下限に達すると、下限水位センサ１３からのオフの出力に基づいてマイクロコンピュータ２１はタイマを作動させる。このタイマの作動時間は、水槽３２内の水が完全に排水されるに要する時間よりも長い時間動作するよう予め設定されている。タイマの作動時間経過後、マイクロコンピュータ２１は排水弁１１を閉じて排水を停止し、次いで給水弁１７を開いて給水を開始する。こうして水槽３２内の水位が上限水位を越えると、上限水位センサ１２のオンの出力によりマイクロコンピュータ２１は給水弁１７を閉じさせ、自動運転を開始する。
【００３６】
（４）機能テスト
上記のように、水交換は水を完全に排出してから給水することで行われる。そこで、水交換の動作時に、排水弁１１、給水弁１７、上限水位センサ１２及び下限水位センサ１３の機能テストを行うことができる。まず、排水時に、上限水位センサ１２の出力がオフになってから下限水位センサ１３の出力がオフになるまでの排水時間を測定し、この排水時間が予め設定された時間内にあれば、排水動作は正常であると判定する。同様に、給水時には、下限水位センサ１３の出力がオンになってから上限水位センサ１２の出力がオンになるまでの給水時間を測定し、この給水時間が予め設定した時間内であれば、給水動作は正常であると判定する。
【００３７】
また、コマンド・スイッチ２２の電源スイッチをオンにしたときに上記の排水時間及び給水時間を測定し、これらの時間が正規の時間内にあることをテストして給排水機能が正常であることを確認してから、実際の運転に入ることも可能である。
【００３８】
（５）湿度センサによる運転制御
マイナスイオン発生装置ＭＧからミストを放出することにより、室内の湿度が上昇する。そこで、室内の適宜の個所に湿度センサを設置して室内の湿度を検出する。室内の湿度が設定値を越えたことを湿度センサが検出すると、マイクロコンピュータ２１はモータ８の回転を停止させてミストの生成を停止し、送風機６のみを作動させる。この後、湿度が設定値まで下がった時点でマイクロコンピュータ２１はモータ８の作動を開始する。
【００３９】
以上、要するに、マイナスイオン発生装置ＭＧにおいては、ミスト生成部３は、水供給体３４から吸い上げられた水を回転体３３に供給し、回転体３３を高速回転させることによって、マイナスイオンを含むミストを生成する。こうした回転体３３は、従来においては、前記のとおり、１枚の円板であったり、２枚の平板であったり、編み目を有するもの等である。なお、これまでの説明では、送風機６から空気を送り込むようにしたが、小型のマイナスイオン発生装置であれば、送風機６は不要である。
【００４０】
以下、図８の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）及び（ホ）を用いて、上記のようなマイナスイオン発生装置において超微細ミストを生成するために用いることができる、本発明に係るミスト生成機構の第１の実施の形態を説明する。これらの図において、ミスト生成機構１００は回転体１０１と水供給体１０２とを有する。回転体１０１は、水槽３２の底部の中央に設けられたモータ８の出力軸１０３によって回転可能に支持されている。具体的には、水槽３２の底部の中央に皿状のモータ固定板１０４が固着され、モータ８は適宜の固定手段によってモータ固定板１０４に取り付けられる。
【００４１】
モータ８の取り付け位置に対応して、水槽３２の底部からは、水槽３２内の水の中を通って水の外まで突出する中空のスリーブ１０５がスリーブ固定具１０６によって固着される。モータ８の出力軸１０３はスリーブ１０５内を回転自在に貫通し、スリーブ１０５の先端よりも上側に突出される。出力軸１０３の先端には、回転体１０１が適宜の固着手段、例えば固定ボス１０７によって固着される。こうして、回転体１０１はモータ８によって回転させられる。
【００４２】
回転体１０１は、円筒状の大径の外筒１０８とそれより小径の内筒１０９とを同心円状に組み合わせたもので、外筒１０８及び内筒１０９には、図８の（ハ）に示すように、モータ８の出力軸１０３と平行な方向に、多数の縦長のスリット１１０が形成されている。各スリット１１０の幅は例えば０．３〜０．８ｍｍであり、隣り合うスリット１１０相互の間隔は例えば３〜５ｍｍである。こうしたスリット１１０を、外筒１０８及び内筒１０９にそれぞれ例えば１００〜１０００個形成することが望ましい。
【００４３】
内筒１０９の内側に、モータ８の出力軸１０３に沿ってモータ８から離れるほど径が大きくなる円錐台状で中空の水供給体１０２の上端が固着される。水供給体１０２の下端には、図８の（ニ）に示すように、スリーブ１０５よりも大径の穴を中央に有する鍔１１１が設けられる。一方、水供給体１０２の上部には、吸い上げられた水を遠心力によって排出するための水排出穴１１３が周方向に複数個設けられ、図８の（ロ）においては、水排出穴１１３は２段設けられている。こうして、水供給体１０２がモータ８の作動によって回転体１０１とともに回転させられるとき、スリーブ１０５の外周面と鍔１１１の内周面との間の間隙から水が水供給体１０２の内側に進入し、水供給体１０２の内壁に押し付けられながら内壁を昇っていって、遠心力によって水排出穴１１３から放出される。放出された水は回転体１０１のスリット１１０によって叩かれながら、遠心力によって更に加速され、回転体１０１の外側へ放出される。このように、水槽３２内の水は回転体１０１の回転によって破砕され、マイナスイオンを含む超微細ミストとなる。
【００４４】
水供給体１０２のフレア角度、すなわち、モータ８の出力軸１０３に対する水供給体１０２の内壁のなす角度がおおよそ３０度よりも小さいと、水槽３２内の水は水供給体１０２の内壁に沿って吸い上げられる。そこで、水供給体１０２による水の供給効率を上げる（具体的には、より多くの水を吸い上げる）ために、水供給体１０２の内壁には、複数の吸い上げ棒１１２が水供体部１０２の長さ方向に設けられる。吸い上げ棒１１２の本数は、水供給体１０２の水に没する部分の直径とマッチングされることが望ましく、該直径が小さいときには２〜８本、大きい場合には１０本又はそれ以上設けるのが良い。
【００４５】
更に、スリーブ１０５の下部には、複数の羽根１１４が放射状に突出した渦流防止具１１５が取り付けられる。モータ８が回転すると、水供給体１０２も回転し、スリーブ１０５と水供給体１０２との間に渦流が発生する。この渦流はモータ８の回転数が増すにつれて大きくなる。渦流が大きくなると、水供給体１０２の内部は空気を吸い込み、水供給体１０２の内部からの水の吸い上げ効率が悪くなるうえ、空気を巻き込むために騒音が発生する等の問題がある。この問題を解決するために、モータ８の出力軸１０３を覆うように取り付けられたスリーブ１０５の下部に渦流防止具１１５を挿入する。これにより、渦流の発生による影響を低下させ、水供給体１０２からの水吸い上げ効率が低下することを抑制することができる。
【００４６】
なお、図８の（ロ）においては、羽根１１４の先端部はモータ８の出力軸１０３の方向に幅広にされているが、必ずしもこうした形状にする必要はなく、羽根１１４の出力軸１０３方向の幅は同じであってよい。また、羽根１１４は、図８の（ホ）に示すように、３個に限られるものではなく、渦流防止効果を奏することができるのであれば任意の数だけ設けてよい。
【００４７】
また、水槽３２の底部とモータ固定板１０４との間の空間に露出しているモータ８の出力軸１０３に回転板１１６を固定しておくと、回転板１１６はモータ８の作動時に出力軸１０３と共に回転するので、水槽３２の底部とモータ固定板１０４とで囲まれた空間内の空気を攪拌することになり、水槽３２の底部の結露を防止することができる。また、スリーブ１０５の先端から水が上記空間に進入してきても、同様に回転板１１６の回転によって蒸発が促進され、水の乾きが速いという効果がある。
【００４８】
一例として、各部の寸法を以下に記載する。
外筒１０８の直径 １４５ｍｍ
内筒１０９の直径 １２０ｍｍ
外筒１０８の深さ ４０ｍｍ
水供給体１０２の下端の直径 ４５ｍｍ
鍔１１１の中央の穴の直径 ２５ｍｍ
スリーブ１０５と鍔１１１の内周との距離 ３．５ｍｍ。
【００４９】
次に、図９の（イ）、（ロ）及び（ハ）を用いて、本発明に係るミスト生成機構の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、回転体１０１は、円筒１２０に細いスリット１２１を所定間隔で形成したものであり、円筒１２０は、モータ８の出力軸１０３を通すための穴が中央に形成された上面１２２と、この上面に連なる側面１２３とを有する。それぞれのスリット１２１は、円筒１２０の上面１２２の中央の穴近く半径方向に延びて途中で周方向に少し曲げられてから側面１２３に縦方向に直線状に延びる形状を有する。この結果、上面１２２においてはスリット１２１が放射状に且つ所定間隔で配列され、側面１２３においてはスリット１２１は所定間隔で周方向に配列される。
【００５０】
円筒１２０の上面１２２に対して、水供給体１２４が同心状に設けられる。水供給体１２４は、回転体１２０の上面１２２に一端が固着される円筒形の第１の部分１２５と、この第１の部分に連なる逆円錐台形の第２の部分１２６とを有しており、第１の部分１２５の側面には、吸い上げた水を排出するための水排出穴１２７が周方向に形成されている。第２の部分１２６の下端には、図８に示した第１の実施の形態と同様に、スリーブ１０５よりも大径の穴が形成された鍔１１１が設けられ、また、鍔１１１に一端が接するように水吸い上げ棒１１２が第２の部分１２６の内壁に取り付けられる。
【００５１】
この第２の実施の形態においては、水供給体１２４の第２の部分１２６のフレア角、すなわち、第２の部分１２６とモータ８の出力軸１０３とのなす角度は、第１の実施の形態の場合に比べて大きい。したがって、モータ８が回転させられると、水は水供給体１２４の外壁及び内壁に沿って吸い上げられ、回転に伴う遠心力によって水排出穴１２７から回転体１２０内へ放出され、更に円筒１２０のスリット１２１を通って外部へ放出され、マイナスイオンを含む超微細ミストが生成される。
【００５２】
図９に示すミスト生成機構の各部の寸法の一例を以下に示す。
円筒１２０の直径 １１０．６ｍｍ
円筒１２０の深さ ２４．５ｍｍ
第１の部分１２５の直径 ５６ｍｍ
第２の部分１２６の下端の直径 ２１ｍｍ
鍔１１１の中央の穴の直径 １４ｍｍ
上面１２２と第２の部分１２６の下端との距離 ７７．７ｍｍ。
【００５３】
以上、本発明に係るミスト生成機構の若干の実施の形態について説明してきたが、この発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形や修正が可能である。例えば、回転体１０１の外筒１０８と内筒１０９を別々に製作してから一体化することも、プラスチックで一体に製造することもでき、また、回転体１０１と水供給体１０２とをプラスチックによって一体に成型することも可能である。同様に、円筒１２０と水供給体１２４とを別体に製造しても、プラスチックにより一体に成形してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上、本発明に係るミスト生成機構の実施の形態を詳述したところから理解されるように、本発明は、
（１）水の供給のためにポンプを必要としないので、マイナスイオン発生装置の構造を簡単且つ安価にすることができる、
（２）製作性が良いうえ、安価に製造することが可能である、
（３）水供給体の内部に吸い上げ棒を設けると、水の供給能力を向上させることが可能になる、
（４）水供給体の上部に水を放出する穴を設けることにより、吸い上げた水を効率よく且つ均一に回転体に供給することができる、
（５）回転体にスリットを設けたので、水は回転体から放出された瞬間に超微細ミストとなるので、ミストと水槽との衝突により生じる騒音を減少させることができる、
等の格別の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】マイナスイオン発生装置を前から見たときの各構成要素の配置を示す図である。
【図２】図１のマイナスイオン発生装置を側面から見たときの各構成要素の配置を示す図である。
【図３】図１のマイナスイオン発生装置に用いられる気水分離部の構成を示す断面図（イ）及び斜視図（ロ）である。
【図４】図１のマイナスイオン発生装置における各構成要素の配置を示す斜視図である。
【図５】図４に示すマイナスイオン発生装置における水槽内に設けられた水位センサと水面との関係を示す図である。
【図６】図４に示すマイナスイオン発生装置におけるメンテナンス機構の斜視図（イ）及び断面図（ロ）である。
【図７】図４に示すマイナスイオン発生装置の制御系を説明するための図である。
【図８】本発明に係るミスト生成機構の一つの実施の形態を説明するための図であって、（イ）は回転体の上面図であり、（ロ）は水供給体の構成と、ミスト生成機構をモータにより回転させるための手段を示す図であり、（ハ）は回転体に形成されたスリットを示す図であり、（ニ）はＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ホ）は渦流防止具を示す図である。
【図９】本発明に係るミスト生成機構の他の実施の形態を説明するための図であって、（イ）は回転体の上面図であり、（ロ）は回転体と水供給体とを示す平面図であり、（ハ）はＢＢ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
ＭＧ：イナスイオン発生装置、 １：本体、 ２：機器収納部、 ３：ミスト生成部、 ４：気水分離部、 ５：ミスト吹き出し部、 ６：送風機、 ７：風路、 ８：モータ、 ９：空気吸入口、 １０：排出管、 １１：排水弁、 １２：上限水位センサ、 １３：下限水位センサ、 １５：給水管、 １６：オーバーフロー管、 １７：給水弁、 １８：メンテナンス機構、 １９：手動給水口、 ２０：制御基板、
１００：ミスト生成機構、 １０１：回転体、 １０２：水供給体、 １０３：出力軸、 １０５：スリーブ、 １０８：外筒、 １０９：内筒、 １１０：スリット、 １１１：鍔、 １１２：吸い上げ棒、 １１３：水排出穴、 １１４：羽根、 １１５：渦流防止具、
１２０：円筒、 １２１：スリット、 １２４：水供給体、 １２７：水排出穴
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造が簡単且つ安価であり、マイナスイオン発生装置に使用して最適なミスト生成機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイナスイオン濃度が高い環境で日常生活を送ると、疲労回復効果、精神安定効果、血液浄化効果、抵抗力増進効果等の優れた医療効果が期待されることが知られている。そのため、人為的にマイナスイオンの濃度を高める多種多様な装置が既に開発され、特許出願されてきている。こうした装置は、マイナスイオンを発生させるための原理かに基づいて分類すると、紫外線、放射線又はコロナ放電を利用するものと微細な水滴を利用するものとに大別することができる。
【０００３】
微細なミストを発生させることでマイナスイオンを多量に発生させる原理は、既に古くからレナード効果として広く知られている。これは、水が砕けて生成された微細な水滴が相互に摩擦されるとき、静電気が発生され、それによって空気中のマイナスイオンの濃度が高まるというものである。
【０００４】
微細なミストの生成によるマイナスイオンの発生を利用したマイナスイオン発生装置として、ミストをノズルにより噴霧する形式のものと、ミストの生成に回転体を利用する形式のものとが知られている。前者には、円板に水を注ぐ方式のものや２筒型のもの（例えば特開平４−１２６７１７号公報参照）があり、後者には、円板に水を注ぐもの（例えば特開平４−１４１１７９号公報、特開平４−２５１１３２号公報参照）、２枚の平板を用いるもの（例えば特開平５−１９２４１８号公報参照）、１筒型で羽根車を利用したもの（特表平９−２６４５７４号公報、特開平１０−１２７７６８号公報、特開２００１−３２７８２５号公報参照）、編み目を設けたもの（特開平９−２０３５４０号公報、特開平９−２８５５５５号公報参照）等が知られている。
【０００５】
しかしながら、従来のマイナスイオン発生装置の中には、ミストを生成するため水を供給するのにポンプを必要とするので、装置の構造が複雑且つ高価になるものがあった。また、ミストを生成するのに、編み目構造を有する複雑な部材を利用するため、製作性が悪く、コストが高いものもあった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の種々の課題を解決するために提案されたものであり、本発明の目的は、構造が簡単且つ安価で、マイナスイオン発生装置に最適なミスト生成機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、
水槽から吸い上げた水からマイナスイオンを含むミストを生成して放出するマイナスイオン発生装置におけるミスト生成機構であって、
前記水槽の水の中に一端が没するよう設けられた中空の水供給体であって、回転させられたときに壁面に沿って水を前記水槽から吸い上げる水供給体と、
前記水供給体の他端が固着されて前記水供給体と一体化されており、回転させられたときに前記水供給体で吸い上げた水を放出することによって、マイナスイオンを含むミストを生成する回転体と、
を具備することを特徴とするミスト生成機構、
を提供する。
【０００８】
請求項２の発明は、前記水供給体の断面形状を、前記一端の方が前記他端よりも小径である円錐台の形をしており、前記水供給体の前記他端の近くに、複数の水排出穴を周方向に設けるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、前記回転体が、外筒と、該外筒と同心円状に設けられた内筒とを有するものとし、前記外筒と前記内筒とに、軸方向の複数のスリットを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、前記前記水供給体が、前記第１の端部から前記第２の端部の方へ向かって直径が大きくなる円錐台形の第１の部分と、該第１の部分に連なる円筒形の第２の部分とを有するものとし、前記水供給体の前記他端の近くに、複数の水排出穴を周方向に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、前記回転体を前記第２の部分と同心円状の円筒とし、該円筒が、周方向に設けられた複数のスリットを有するようにしたものである。
請求項６の発明は、前記水供給体が、前記一端に内側に向かうよう取り付けられた鍔と、内壁に沿って設けられた吸い上げ棒とを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るミスト生成機構の若干の実施の形態について詳述する。まず、図１〜図３により、マイナスイオン発生装置の一例と、そこでミストがどのように生成されるかを説明する。なお、図面は、本発明の理解を容易にすることを目的として各構成要素の配置関係を明示するために作成されたものであり、正確な断面図にはなっていない。これらの図において、マイナスイオン発生装置ＭＧは任意の材料、例えばプラスチックやステンレスで構成された扁平な箱形をした本体１を備え、本体１の内部には、下から上に向かって、機器収納部２、ミスト生成部３、気水分離部４及びミスト吹き出し部５が設けられる。以下、これらの部分の構成と動作を具体的に説明する。
【００１３】
機器収納部２には、本体１の一方の側面１１に近い側に送風機６が配置され、送風機６の吹き出し口は、本体１の一方の側面板１１と本体１の前面板１２とミスト生成部３の一方の側面板３１とによって囲まれた風路７と接続される。これにより、送風機６から吹き出された空気は、図１及び図２に白い矢印で示すように、風路７を上方へ向かって移動する。
【００１４】
ミスト生成部３の内部には、所定の量の水を蓄えることができ且つ上面が覆われていない水槽３２が収容され、水槽３２の中に回転体３３と、水槽３２内に立てられた仕切板３５とが設けられる。仕切板３５は水槽３２の底面から上面に達する高さを有する。これにより、ミスト生成部３は仕切板３５によって前側の空間と後側の空間とに区分される。
【００１５】
通常、回転体３３によってはじき飛ばされた水は、水槽３２の壁面に衝突して衝突音を発生する。これは、回転体３３の回転数が増すほど大きくなり、騒音として無視できない場合がある。この不具合を解消するため、水槽３２の角部に丸みを持たせている。これにより騒音を２ｄＢ以上低減することができる。
【００１６】
風路７の上部において、側面板３１には、水槽３２の前板３６と仕切板３５との間隔に相当する幅の開口３７が形成されている。また、仕切板３５は、その下部の一部に開口３８を有する。したがって、風路７を上昇してきた空気は、風路７の上部に前から後にかけて傾斜するよう設けられた壁板７１に導かれて、図１に白い矢印で示すように、開口３７を通過して仕切板３５とミスト生成部３の前板３６とで区切られた空間に流れ込み、次いで、仕切板３５の下部の開口３８から仕切板３５の後側の空間に流入する。
【００１７】
回転体３３は機器収納部２に接地されたモータ８に連結される。これにより、モータ８の動作時には、回転体３３及び回転体３３の水供給体３４はモータ８によって高速回転させられるので、回転体３３の水供給体３４は水槽３２内の水を回転体３３のミスト生成部３に供給する。こうして、回転体３３からミスト生成部３に供給された水は、回転による遠心力で外側へ放出されてミストになり、マイナスイオンを発生させる。マイナスイオンを含むミストは、仕切板３５の開口３８から流入した空気と混合されて混合気となり、図２に黒い矢印で示すようにミスト生成部３内を上昇する。その際、混合気中の質量の大きな粗大ミストは重力によって落下し、微細ミストのみが気水分離部４の風路なる窓４２（後述）を通過することができる。
【００１８】
ミスト生成部３の水槽３２の上に気水分離部４が載置される。気水分離部４の底面４１には、ミスト生成部３で生成された混合気を通過させるための風路なる窓４２が設けられる。そこで、図２に黒の矢印で示すように、ミスト生成部３内を上昇してきた混合気は気水分離部４の風路なる窓４２を通過して気水分離部４内に流入する。
【００１９】
図３の（イ）は気水分離部４の上面図、図３の（ロ）は気水分離体４３の斜視図である。気水分離部４は、底板４１の上に設けられた渦巻き状の気水分離体４３を備える。ミスト生成部３から気水分離部４へ風路なる窓４２を通って流入した混合気は、気水分離部４の底板４１と上面板４４と気水分離体４３とで囲まれた渦巻き状の経路を移動する。この経路は所定の長さを持っているので、経路を移動する間に、微細ミストに含まれた相対的に重い水滴は遠心力の作用で気水分離体４３の壁面に押しやられて壁面に付着することになり、気水分離部４の上面板４４には、気水分離体４３の出口付近にミスト流出口４５が設けられているので、渦巻状の経路から超微細ミストが出力される。出力された超微細ミストはミスト流出口４５を通ってミスト吹き出し部５の内部へ流入する。
【００２０】
ミスト吹き出し部５は、カバー５１、前面板１２、後面板１３、上面板４４及び左右の壁面５２、５３によって周囲を囲まれた空間であり、前面に吹き出し口５４を有する。これにより、気水分離部４から流入したミストは、ミスト吹き出し部５内を移動して吹き出し口５４から外部へ送出される。
【００２１】
図４は、以上説明したマイナスイオン発生装置ＭＧの具体的な構成の一例を示す斜視図である。なお、図４も、マイナスイオン発生装置の構成とミストの流れの理解を容易にするための図であって、各構成要素相互の配置関係を明確にすることを目的としたものであり、図１〜図３で既に説明した構成要素に対しては同じ参照数字を付してある。図４に示すように、マイナスイオン発生装置ＭＧは、機器収納部２、ミスト生成部３、気水分離部４及びミスト吹き出し部５をこの順で積層した形状であり、ミスト生成部３へ吹き込む空気を装置の側面に沿って供給するようにしたので、縦に長くスパンを取る必要がなく、製作が容易であり、低コストであるという特徴を有する。
【００２２】
図４において、本体１の前面板１２には、送風機６に対応した位置に空気吸入口９が形成され、ここから吸い込まれた空気が送風機６から吹き出されて風路７内を上昇する。また、機器収納部２の適宜の個所に、水槽３２内の水を排出するための排出管１０とその下端に接続された排出弁１１とが設置される。
【００２３】
水槽３２の一方の隅には、水槽内の水位の上限を感知する上限水位センサ１２と、水位の下限を感知する下限水位センサ１３とが設置され、これら水位センサはセンサ・カバー１４によって覆われている。装置の作動時には、送風機６から吹き出される空気の圧力が水に加わり、同時に、回転体３３の回転も加わるので、水槽３２内の水が激しく動き、水槽３２内の水位を正確に検出することは困難であるが、これらの水位センサ１２、１３をセンサ・カバー１４で覆うことにより、水槽３２内の水の水位を安定に検出することが可能になる。
【００２４】
水槽３２の一つの側板には、水槽３２内へ水を自動供給するための給水管１５と、水槽３２内の水を排出するためのオーバーフロー管１６とが接続され、給水管１５の下端には給水弁１７が設けられる。上記のとおり、装置の作動時には、水槽３２内は送風機６より空気が供給されるので、圧力が高くなっている。したがって、水槽３２内にオーバーフロー管１６を設けた場合、オーバーフロー管１６の出口からは外部へ向かって常に空気が漏れ出して、オーバーフロー管１６の開口を大きく取ったときには、漏れ出す空気と一緒に、回転体３３によって破砕された水が不必要に外部へ排出されてしまう。また、漏れ出す空気の量を大きくすると、吹き出し口から出力できる風量も減衰されてしまう。この現象が起こると、装置内部の水の消費量が増加し、自動給水の頻度が増し、必要以上の水を使用することになって、不経済である。
【００２５】
これを解決するため、オーバーフロー管１６の上部は、先端が水の中に入るよう逆Ｕ字状に折り曲げられ、また、折り曲げられた部分の頂部には通気口が開けられている。これにより、水面の暴れによる不必要な水の排出と、破砕された水が空気に乗って必要以上に外部へ漏れ出す不具合が解決される。給水管１５、オーバーフロー管１６及び給水弁１７は、機器収納部２の送風機６と後面板１３との間の空間に配置されることが望ましい。
【００２６】
図５は、水槽３２における水の水位に対する回転体３３、水供給体３４、上限水位センサ１２、下限水位センサ１３、センサ・カバー１４、給水管１５、オーバーフロー管１６及び排水管１０の概略の位置関係を示している。
【００２７】
マイナスイオン発生装置ＭＧには、ミスト生成部３の水槽３２内の汚れやぬるみを除去する等のメンテナンスを可能にするメンテナンス機構１８が設けられる。図６の（イ）は、水槽３２とメンテナンス機構１８との位置関係を示す図であり、図６の（ロ）はメンテナンス機構１８を取り付けた状態を概略的に示す断面図である。これらの図において、メンテナンス機構１８は、水槽３２の前面板に、水槽３２内の水がこぼれ出すことのない適宜の位置に設けられた開口部１８１と、この開口部１８１に対して取り外し自在に設けられた閉鎖部材１８２とからなり、開口部１８１は通常は閉鎖部材１８２によって閉じられている。現実には、水槽３２は本体１の内部に設置されるのであるから、本体１の前面板１２にも、開口部１８１に対応して開口部１４が設けられる。開口部１８１及び１４は、使用者が水槽３２内に手を挿入して内部を掃除することができるだけの大きさであることが望ましい。
【００２８】
閉鎖部材１８２は前板１８３と後板１８４と結合板１８５とを有し、前板１８３は開口部１８１を覆う（したがって、本体１の前面板１２に開口部１８１に対応して形成された開口部１４を覆う）大きさを有する。一方、後板１８４は、その下部に開口１８６を有しており、開口部１４及び１８１を通って水槽３２内に挿入されたとき、図６の（ロ）に示すように、後板１８４は仕切板３５に接するように配置され、開口１８６は仕切板３５の開口３８と重なり合う。このとき、前板１８３も本体１の前面板１２に接する位置に来るよう、結合板１８５の長さが決められる。
【００２９】
この種のマイナスイオン発生装置は空気を吸入して空気清浄機及び脱臭装置としても機能するため、空気中のゴミ等の汚れが水槽３２内に付着し易いが、こうしたメンテナンス機構１８を設けることにより、水槽３２の内部に手を直接挿入して水槽３２の内面や回転体３３を容易に掃除することが可能になるため、装置を清潔に保持することができる。メンテナンス機構１８を透明な部材で構成することによって、内部を目視で観察して水槽３２の内部をチェックすることができるようにしてもよい。
【００３０】
マイナスイオン発生装置ＭＧの最上部には、図４に示すように、水槽３２に連なる手動給水口１９が設けられる。この手動給水口１９は手動で水を水槽３２に供給するためのものである。これにより、給水管１５による自動給水に加えて、必要に応じて手動で水槽３２に給水することができるうえ、給水管１５による自動給水が不可能な場所であっても、装置を設置することが可能になる。
【００３１】
マイナスイオン発生装置ＭＧの動作を自動制御するため、適宜の空間に制御基板２０が取り付けられる。制御基板２０には、図７に示すように、マイクロコンピュータ２１が設置され、マイクロコンピュータ２１はモータ８、送風機６、給水弁１７、排水弁１１、上限水位センサ１２、下限水位センサ１３、湿度センサ及びコマンド・スイッチ２２と接続される。湿度センサはマイナスイオン発生装置ＭＧを設置した部屋の湿度を感知するために設けられ、コマンド・スイッチ２２は動作指令を入力するためのスイッチである。これにより、マイクロコンピュータ２１は次のように動作する。
【００３２】
（１）自動運転
マイナスイオン発生装置ＭＧを自動運転していると、マイナスイオンを含んだ超微細ミストが生成され、これに伴って水槽３２内の水位が下がる。そこで、水位が下限すなわち給水レベルまで下がると、下限水位センサ１３が水位の低下を感知してマイクロコンピュータ２１に信号を送る。これに応答してマイクロコンピュータ２１は給水弁１７を開かせ、水槽３２に水を供給させる。こうして水位が上昇して上限すなわち満水レベルに達すると、上限水位センサ１２がこれを感知してマイクロコンピュータ２１に通知するので、マイクロコンピュータ２１は給水弁１７を閉じさせて水の供給を停止する。以後、水位の増減に応じて、上記の動作が反復される。
【００３３】
（２）運転開始時
コマンド・スイッチ２２の電源スイッチをオンにして運転を開始したときに水槽３２内の水位が下限以下であるとき、下限水位センサ１３からのオフの出力に基づいて、マイクロコンピュータ２１は給水弁１７を開かせて給水を開始する。水槽３２内の水位が上限に達すると、上限水位センサ１２のオンの出力に基づいてマイクロコンピュータ２１は給水弁１７を閉じ、給水を停止させて自動運転を開始する。
【００３４】
一方、運転開始時に水槽３２内の水位が上限を超えていたときには、上限水位センサ１２のオンの出力によりマイクロコンピュータ２１は排水弁１１を動作させて水槽３２からの排水を行い、水位が下がってきて上限に達すると、上限水位センサ１２のオフの出力によりマイクロコンピュータ２１は排水弁１１を閉じて排水を停止し、次いで自動運転を開始する。
【００３５】
（３）水交換
水槽３２内の水は、空気中のほこり等の汚れを捕捉して汚れてくるため、所定の時間間隔で（例えば３時間おきに）交換されることが望ましい。これを実現するため、マイクロコンピュータ２１には水交換のための時間間隔が予め登録されており、水交換時点になると、マイクロコンピュータ２１は運転を停止させて排水弁１１を開かせて排水を開始する。こうして水位が下限に達すると、下限水位センサ１３からのオフの出力に基づいてマイクロコンピュータ２１はタイマを作動させる。このタイマの作動時間は、水槽３２内の水が完全に排水されるに要する時間よりも長い時間動作するよう予め設定されている。タイマの作動時間経過後、マイクロコンピュータ２１は排水弁１１を閉じて排水を停止し、次いで給水弁１７を開いて給水を開始する。こうして水槽３２内の水位が上限水位を越えると、上限水位センサ１２のオンの出力によりマイクロコンピュータ２１は給水弁１７を閉じさせ、自動運転を開始する。
【００３６】
（４）機能テスト
上記のように、水交換は水を完全に排出してから給水することで行われる。そこで、水交換の動作時に、排水弁１１、給水弁１７、上限水位センサ１２及び下限水位センサ１３の機能テストを行うことができる。まず、排水時に、上限水位センサ１２の出力がオフになってから下限水位センサ１３の出力がオフになるまでの排水時間を測定し、この排水時間が予め設定された時間内にあれば、排水動作は正常であると判定する。同様に、給水時には、下限水位センサ１３の出力がオンになってから上限水位センサ１２の出力がオンになるまでの給水時間を測定し、この給水時間が予め設定した時間内であれば、給水動作は正常であると判定する。
【００３７】
また、コマンド・スイッチ２２の電源スイッチをオンにしたときに上記の排水時間及び給水時間を測定し、これらの時間が正規の時間内にあることをテストして給排水機能が正常であることを確認してから、実際の運転に入ることも可能である。
【００３８】
（５）湿度センサによる運転制御
マイナスイオン発生装置ＭＧからミストを放出することにより、室内の湿度が上昇する。そこで、室内の適宜の個所に湿度センサを設置して室内の湿度を検出する。室内の湿度が設定値を越えたことを湿度センサが検出すると、マイクロコンピュータ２１はモータ８の回転を停止させてミストの生成を停止し、送風機６のみを作動させる。この後、湿度が設定値まで下がった時点でマイクロコンピュータ２１はモータ８の作動を開始する。
【００３９】
以上、要するに、マイナスイオン発生装置ＭＧにおいては、ミスト生成部３は、水供給体３４から吸い上げられた水を回転体３３に供給し、回転体３３を高速回転させることによって、マイナスイオンを含むミストを生成する。こうした回転体３３は、従来においては、前記のとおり、１枚の円板であったり、２枚の平板であったり、編み目を有するもの等である。なお、これまでの説明では、送風機６から空気を送り込むようにしたが、小型のマイナスイオン発生装置であれば、送風機６は不要である。
【００４０】
以下、図８の（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）及び（ホ）を用いて、上記のようなマイナスイオン発生装置において超微細ミストを生成するために用いることができる、本発明に係るミスト生成機構の第１の実施の形態を説明する。これらの図において、ミスト生成機構１００は回転体１０１と水供給体１０２とを有する。回転体１０１は、水槽３２の底部の中央に設けられたモータ８の出力軸１０３によって回転可能に支持されている。具体的には、水槽３２の底部の中央に皿状のモータ固定板１０４が固着され、モータ８は適宜の固定手段によってモータ固定板１０４に取り付けられる。
【００４１】
モータ８の取り付け位置に対応して、水槽３２の底部からは、水槽３２内の水の中を通って水の外まで突出する中空のスリーブ１０５がスリーブ固定具１０６によって固着される。モータ８の出力軸１０３はスリーブ１０５内を回転自在に貫通し、スリーブ１０５の先端よりも上側に突出される。出力軸１０３の先端には、回転体１０１が適宜の固着手段、例えば固定ボス１０７によって固着される。こうして、回転体１０１はモータ８によって回転させられる。
【００４２】
回転体１０１は、円筒状の大径の外筒１０８とそれより小径の内筒１０９とを同心円状に組み合わせたもので、外筒１０８及び内筒１０９には、図８の（ハ）に示すように、モータ８の出力軸１０３と平行な方向に、多数の縦長のスリット１１０が形成されている。各スリット１１０の幅は例えば０．３〜０．８ｍｍであり、隣り合うスリット１１０相互の間隔は例えば３〜５ｍｍである。こうしたスリット１１０を、外筒１０８及び内筒１０９にそれぞれ例えば１００〜１０００個形成することが望ましい。
【００４３】
内筒１０９の内側に、モータ８の出力軸１０３に沿ってモータ８から離れるほど径が大きくなる円錐台状で中空の水供給体１０２の上端が固着される。水供給体１０２の下端には、図８の（ニ）に示すように、スリーブ１０５よりも大径の穴を中央に有する鍔１１１が設けられる。一方、水供給体１０２の上部には、吸い上げられた水を遠心力によって排出するための水排出穴１１３が周方向に複数個設けられ、図８の（ロ）においては、水排出穴１１３は２段設けられている。こうして、水供給体１０２がモータ８の作動によって回転体１０１とともに回転させられるとき、スリーブ１０５の外周面と鍔１１１の内周面との間の間隙から水が水供給体１０２の内側に進入し、水供給体１０２の内壁に押し付けられながら内壁を昇っていって、遠心力によって水排出穴１１３から放出される。放出された水は回転体１０１のスリット１１０によって叩かれながら、遠心力によって更に加速され、回転体１０１の外側へ放出される。このように、水槽３２内の水は回転体１０１の回転によって破砕され、マイナスイオンを含む超微細ミストとなる。
【００４４】
水供給体１０２のフレア角度、すなわち、モータ８の出力軸１０３に対する水供給体１０２の内壁のなす角度がおおよそ３０度よりも小さいと、水槽３２内の水は水供給体１０２の内壁に沿って吸い上げられる。そこで、水供給体１０２による水の供給効率を上げる（具体的には、より多くの水を吸い上げる）ために、水供給体１０２の内壁には、複数の吸い上げ棒１１２が水供体部１０２の長さ方向に設けられる。吸い上げ棒１１２の本数は、水供給体１０２の水に没する部分の直径とマッチングされることが望ましく、該直径が小さいときには２〜８本、大きい場合には１０本又はそれ以上設けるのが良い。
【００４５】
更に、スリーブ１０５の下部には、複数の羽根１１４が放射状に突出した渦流防止具１１５が取り付けられる。モータ８が回転すると、水供給体１０２も回転し、スリーブ１０５と水供給体１０２との間に渦流が発生する。この渦流はモータ８の回転数が増すにつれて大きくなる。渦流が大きくなると、水供給体１０２の内部は空気を吸い込み、水供給体１０２の内部からの水の吸い上げ効率が悪くなるうえ、空気を巻き込むために騒音が発生する等の問題がある。この問題を解決するために、モータ８の出力軸１０３を覆うように取り付けられたスリーブ１０５の下部に渦流防止具１１５を挿入する。これにより、渦流の発生による影響を低下させ、水供給体１０２からの水吸い上げ効率が低下することを抑制することができる。
【００４６】
なお、図８の（ロ）においては、羽根１１４の先端部はモータ８の出力軸１０３の方向に幅広にされているが、必ずしもこうした形状にする必要はなく、羽根１１４の出力軸１０３方向の幅は同じであってよい。また、羽根１１４は、図８の（ホ）に示すように、３個に限られるものではなく、渦流防止効果を奏することができるのであれば任意の数だけ設けてよい。
【００４７】
また、水槽３２の底部とモータ固定板１０４との間の空間に露出しているモータ８の出力軸１０３に回転板１１６を固定しておくと、回転板１１６はモータ８の作動時に出力軸１０３と共に回転するので、水槽３２の底部とモータ固定板１０４とで囲まれた空間内の空気を攪拌することになり、水槽３２の底部の結露を防止することができる。また、スリーブ１０５の先端から水が上記空間に進入してきても、同様に回転板１１６の回転によって蒸発が促進され、水の乾きが速いという効果がある。
【００４８】
一例として、各部の寸法を以下に記載する。
外筒１０８の直径 １４５ｍｍ
内筒１０９の直径 １２０ｍｍ
外筒１０８の深さ ４０ｍｍ
水供給体１０２の下端の直径 ４５ｍｍ
鍔１１１の中央の穴の直径 ２５ｍｍ
スリーブ１０５と鍔１１１の内周との距離 ３．５ｍｍ。
【００４９】
次に、図９の（イ）、（ロ）及び（ハ）を用いて、本発明に係るミスト生成機構の第２の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、回転体１０１は、円筒１２０に細いスリット１２１を所定間隔で形成したものであり、円筒１２０は、モータ８の出力軸１０３を通すための穴が中央に形成された上面１２２と、この上面に連なる側面１２３とを有する。それぞれのスリット１２１は、円筒１２０の上面１２２の中央の穴近く半径方向に延びて途中で周方向に少し曲げられてから側面１２３に縦方向に直線状に延びる形状を有する。この結果、上面１２２においてはスリット１２１が放射状に且つ所定間隔で配列され、側面１２３においてはスリット１２１は所定間隔で周方向に配列される。
【００５０】
円筒１２０の上面１２２に対して、水供給体１２４が同心状に設けられる。水供給体１２４は、回転体１２０の上面１２２に一端が固着される円筒形の第１の部分１２５と、この第１の部分に連なる逆円錐台形の第２の部分１２６とを有しており、第１の部分１２５の側面には、吸い上げた水を排出するための水排出穴１２７が周方向に形成されている。第２の部分１２６の下端には、図８に示した第１の実施の形態と同様に、スリーブ１０５よりも大径の穴が形成された鍔１１１が設けられ、また、鍔１１１に一端が接するように水吸い上げ棒１１２が第２の部分１２６の内壁に取り付けられる。
【００５１】
この第２の実施の形態においては、水供給体１２４の第２の部分１２６のフレア角、すなわち、第２の部分１２６とモータ８の出力軸１０３とのなす角度は、第１の実施の形態の場合に比べて大きい。したがって、モータ８が回転させられると、水は水供給体１２４の外壁及び内壁に沿って吸い上げられ、回転に伴う遠心力によって水排出穴１２７から回転体１２０内へ放出され、更に円筒１２０のスリット１２１を通って外部へ放出され、マイナスイオンを含む超微細ミストが生成される。
【００５２】
図９に示すミスト生成機構の各部の寸法の一例を以下に示す。
円筒１２０の直径 １１０．６ｍｍ
円筒１２０の深さ ２４．５ｍｍ
第１の部分１２５の直径 ５６ｍｍ
第２の部分１２６の下端の直径 ２１ｍｍ
鍔１１１の中央の穴の直径 １４ｍｍ
上面１２２と第２の部分１２６の下端との距離 ７７．７ｍｍ。
【００５３】
以上、本発明に係るミスト生成機構の若干の実施の形態について説明してきたが、この発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形や修正が可能である。例えば、回転体１０１の外筒１０８と内筒１０９を別々に製作してから一体化することも、プラスチックで一体に製造することもでき、また、回転体１０１と水供給体１０２とをプラスチックによって一体に成型することも可能である。同様に、円筒１２０と水供給体１２４とを別体に製造しても、プラスチックにより一体に成形してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上、本発明に係るミスト生成機構の実施の形態を詳述したところから理解されるように、本発明は、
（１）水の供給のためにポンプを必要としないので、マイナスイオン発生装置の構造を簡単且つ安価にすることができる、
（２）製作性が良いうえ、安価に製造することが可能である、
（３）水供給体の内部に吸い上げ棒を設けると、水の供給能力を向上させることが可能になる、
（４）水供給体の上部に水を放出する穴を設けることにより、吸い上げた水を効率よく且つ均一に回転体に供給することができる、
（５）回転体にスリットを設けたので、水は回転体から放出された瞬間に超微細ミストとなるので、ミストと水槽との衝突により生じる騒音を減少させることができる、
等の格別の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】マイナスイオン発生装置を前から見たときの各構成要素の配置を示す図である。
【図２】図１のマイナスイオン発生装置を側面から見たときの各構成要素の配置を示す図である。
【図３】図１のマイナスイオン発生装置に用いられる気水分離部の構成を示す断面図（イ）及び斜視図（ロ）である。
【図４】図１のマイナスイオン発生装置における各構成要素の配置を示す斜視図である。
【図５】図４に示すマイナスイオン発生装置における水槽内に設けられた水位センサと水面との関係を示す図である。
【図６】図４に示すマイナスイオン発生装置におけるメンテナンス機構の斜視図（イ）及び断面図（ロ）である。
【図７】図４に示すマイナスイオン発生装置の制御系を説明するための図である。
【図８】本発明に係るミスト生成機構の一つの実施の形態を説明するための図であって、（イ）は回転体の上面図であり、（ロ）は水供給体の構成と、ミスト生成機構をモータにより回転させるための手段を示す図であり、（ハ）は回転体に形成されたスリットを示す図であり、（ニ）はＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ホ）は渦流防止具を示す図である。
【図９】本発明に係るミスト生成機構の他の実施の形態を説明するための図であって、（イ）は回転体の上面図であり、（ロ）は回転体と水供給体とを示す平面図であり、（ハ）はＢＢ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
ＭＧ：イナスイオン発生装置、 １：本体、 ２：機器収納部、 ３：ミスト生成部、 ４：気水分離部、 ５：ミスト吹き出し部、 ６：送風機、 ７：風路、 ８：モータ、 ９：空気吸入口、 １０：排出管、 １１：排水弁、 １２：上限水位センサ、 １３：下限水位センサ、 １５：給水管、 １６：オーバーフロー管、 １７：給水弁、 １８：メンテナンス機構、 １９：手動給水口、 ２０：制御基板、
１００：ミスト生成機構、 １０１：回転体、 １０２：水供給体、 １０３：出力軸、 １０５：スリーブ、 １０８：外筒、 １０９：内筒、 １１０：スリット、 １１１：鍔、 １１２：吸い上げ棒、 １１３：水排出穴、 １１４：羽根、 １１５：渦流防止具、
１２０：円筒、 １２１：スリット、 １２４：水供給体、 １２７：水排出穴
Claims (6)
- 水槽から吸い上げた水からマイナスイオンを含むミストを生成して放出するマイナスイオン発生装置におけるミスト生成機構であって、
前記水槽の水の中に一端が没するよう設けられた中空の水供給体であって、回転させられたときに壁面に沿って水を前記水槽から吸い上げる水供給体と、
前記水供給体の他端が固着されて前記水供給体と一体化されており、回転させられたときに前記水供給体で吸い上げた水を放出することによって、マイナスイオンを含むミストを生成する回転体と、
を具備することを特徴とするミスト生成機構。 - 請求項１記載のミスト生成機構であって、
前記水供給体が、前記一端の方が前記他端よりも小径である円錐台の形をしており、
前記水供給体の前記他端の近くに、複数の水排出穴が周方向に設けられる
ことを特徴とするミスト生成機構。 - 請求項２記載のミスト生成機構であって、
前記回転体が、外筒と、該外筒と同心円状に設けられた内筒とを有し、
前記外筒と前記内筒とに、軸方向の複数のスリットを設けた
ことを特徴とするミスト生成機構。 - 請求項１記載のミスト生成機構であって、
前記前記水供給体が、前記第１の端部から前記第２の端部の方へ向かって直径が大きくなる円錐台形の第１の部分と、該第１の部分に連なる円筒形の第２の部分とからなり、
前記水供給体の前記他端の近くに、複数の水排出穴が周方向に設けられる
ことを特徴とするミスト生成機構。 - 請求項４記載のミスト生成機構であって、
前記回転体が、前記第２の部分と同心円状の円筒であり、
前記円筒が、周方向に設けられた複数のスリットを有する
ことを特徴とするミスト生成機構。 - 請求項１〜５のいずれかに記載のミスト生成機構であって、
前記水供給体が、前記一端に内側に向かうよう取り付けられた鍔と、内壁に沿って設けられた吸い上げ棒とを有する
ことを特徴とするミスト生成機構。
Priority Applications (1)
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