JP2008298339A - 加熱装置付きミスト発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミスト用の水の加熱殺菌機能を備えると共に、連続的にミストを発生し得る加熱装置付きミスト発生装置を提供する。
【解決手段】ポンプ９の駆動により、水１５と空気を混合してミスト化するミスト発生部７と、水１５を加熱する加熱部４と、ミスト発生部７と加熱部４とを接続して、該ミスト発生部７に加熱した水を供給する給水管６と、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御する制御部１０と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は加熱装置付きミスト発生装置に係り、特に、ミスト用の水の加熱殺菌機能を備えると共に、連続的にミストを発生し得る加熱装置付きミスト発生装置に関する。

従来の加熱装置付きミスト発生装置としては、例えば、特開平６−１４７５６９号公報に開示された「超音波加湿機」がある。この超音波加湿機は、給水タンク（貯水水槽）から調節供給された霧化水槽内の加湿水をヒータにより加熱殺菌し、超音波振動子を所定周波数で振動させ、霧化室に水のミストを発生させて、ファンによって該ミストを室内に吹き出すものであり、効率的な加熱殺菌と、ヒータの熱が貯水水槽へ伝わることを防ぐ構造が提案されている。
特開平６−１４７５６９号公報

上述のように、特許文献１に開示された技術は、加熱装置（ヒータ）を備えて加熱殺菌し、超音波振動子を用いてミストを発生する装置であり、以下に述べる要因によってミスト発生が不連続となるという課題はない。

ところで、ミスト発生装置の他の構造としては、ベンチュリ効果を用いた構造のものが広く使用されており、該構造では、ミスト発生経路に細管を用いる。つまり、水と空気を混合してミストを発生させるミスト発生部に水を供給する供給菅に細管を用いる構造であり、この場合、ミスト化する水を事前に加熱殺菌すると、供給菅が細管であるため、水の加熱により発生した水蒸気または空気が供給経路に存在することがある。このように、水の供給経路に対流した気体のため、供給管内部の一部において液相と気相に分離し、結果としてミストの発生が不連続となる恐れがあるという事情があった。

本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、ミスト用の水の加熱殺菌機能を備えると共に、連続的にミストを発生し得る加熱装置付きミスト発生装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る加熱装置付きミスト発生装置は、ポンプの駆動により、水と空気を混合してミスト化するミスト発生手段と、前記水を加熱する加熱手段と、前記ミスト発生手段と前記加熱手段とを接続して、該ミスト発生手段に加熱した水を供給する給水管と、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるよう前記ポンプを駆動制御する制御手段と、を備えることを第１の特徴とする。

また、本発明に係る加熱装置付きミスト発生装置は、前記制御手段において、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い複数の出力の何れかとなるよう前記ポンプを駆動制御することを第２の特徴とする。

さらに、本発明に係る加熱装置付きミスト発生装置は、前記供水菅に、水蒸気または空気を滞留させる空気室を備えることを第３の特徴とする。

本発明に係る第１の特徴の加熱装置付きミスト発生装置では、ミスト化する水を事前に加熱殺菌することができる。また、そのため、水の加熱により発生した水蒸気または空気が供給菅に存在することがあり、その気体が経路に滞留すると、供給管内部の一部において液相と気相に分離し、結果としてミストの発生が不連続となる恐れがあるが、本発明の加熱装置付きミスト発生装置では、制御手段により、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプを駆動制御するので、ミスト発生前に、供給管内部を水で満たし、気体をミスト発生手段から外部へ排出することができ、ミスト発生時には、連続的にミストを発生することができる。

また、本発明に係る第２の特徴の加熱装置付きミスト発生装置では、制御手段により、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い複数の出力の何れかとなるよう選択的にポンプを駆動制御するので、気体が経路に滞留し易い場所では、相対的に低い出力となるようポンプを駆動制御して、相対的にゆっくりと給水管内部を水で満たし、また、気体が経路に滞留し難い場所では、相対的に高い出力となるようポンプを駆動制御して、相対的にすばやく給水管内部を水で満たし、効率良く気体をミスト発生部から外部に排出することができ、ミスト発生時には、連続的にミストを発生することができる。

さらに、本発明に係る第２の特徴の加熱装置付きミスト発生装置では、給水管に水蒸気または空気を滞留させる空気室を備えることで、加熱手段により加熱生成される水蒸気が給水管に移動してきたときに、常に、空気室に滞留させることができ、ミスト発生時にミスト発生手段に行かせないようにすることができるので、連続的にミストを発生することができる。

以下、本発明の加熱装置付きミスト発生装置の実施例について、〔実施例１〕、〔実施例２〕の順に図面を参照して詳細に説明する。

〔実施例１〕
図１は本発明の実施例に係る加熱装置付きミスト発生装置の構成図である。同図において、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置は、装置本体１に、ポンプ９の駆動により、水と空気を混合してミスト１７を発生するミスト発生部７と、水１５を加熱するヒータ３を備えた加熱部４と、加熱部４に水１５を供給するタンク８と、ミスト発生部７と加熱部４とを接続して、該ミスト発生部７に加熱した水を供給する給水管６と、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御する制御部１０と、を備えて構成されている。なお、供水菅６には、水蒸気または空気を滞留させる空気室５を備えている。

本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、タンク８から加熱部４に注入された水１５は、ヒータ３により、沸騰はしないが殺菌には十分な温度に達するまで加熱される。このとき、制御部１０により、ミスト発生部７のポンプ９によって発生する空気圧をミスト発生レベルとする制御を行うと、給水管６内に負圧が発生し、加熱部４の加熱された水１５が給水管６を経由してミスト発生部７に到達し、ベンチュリ効果によりミスト１７が発生する。なお、制御部１０によるポンプ９の駆動は、正圧となるよう制御する構成とすることもでき、負圧と同様に構成できる。

このように、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、ベンチュリ効果を用いた構造で、ミスト化する水１５を事前に加熱殺菌する構成であることから、水１５の加熱により発生した水蒸気または空気が供給菅６、空気室５または加熱部４内に存在することがあり、その気体が経路に滞留すると、供給管６内部の一部において液相と気相に分離し、結果としてミスト１７の発生が不連続となる恐れがある。その対策として、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、制御部１０により、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御して、ミスト発生前に、供給管６内部を水で満たし、気体をミスト発生部７から外部へ排出するようにしている。これにより、ミスト１７を不用意に発生することなく、給水管６内部を水１５で満たし、水蒸気または空気を排出することができ、ミスト発生時に、ミスト１７の発生が不連続とならず、連続的にミスト１７を発生することができる。

次に、図２を参照して、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置の制御部１０（１０ａ）によるポンプ９の駆動制御について説明する。ここで、図２は、制御部１０ａのポンプ９の駆動制御に係わる部分の構成図である。

同図において、制御部１０ａは、電源１１と、マイコン（マイクロコンピュータ）１２ａと、ポンプ駆動トランジスタＴｒ１と、電圧制御トランジスタＴｒ２と、ダイオードＤ１と、抵抗Ｒ１〜Ｒ５と、を備えた構成である。ここで、ポンプ駆動トランジスタＴｒ１は、マイコン１２ａからのポンプ駆動信号によりオン／オフ制御され、オン制御でポンプ９を駆動状態とし、オフ制御でポンプ９を駆動停止状態とする。また、電圧制御トランジスタＴｒ２は、マイコン１２ａからの制御信号によりオン／オフ制御され、オン制御で分圧抵抗Ｒ５を無効とし、オフ制御で分圧抵抗Ｒ５を有効とする。

すなわち、電源１１によりマイコン１２ａが起動され、マイコン１２ａからのポンプ駆動信号によりポンプ駆動トランジスタＴｒ１がオン制御されてポンプ９が駆動されるが、電圧制御トランジスタＴｒ２をマイコン１２ａからの制御信号によりオフ制御しているときには、分圧抵抗Ｒ５を介してポンプ駆動電流が流れ、分圧抵抗Ｒ５の両端電圧分だけ、ポンプ９の駆動電圧を減少して供給していることになる。一方、マイコン１２ａからの制御信号により電圧制御トランジスタＴｒ２をオン制御とすると、分圧抵抗Ｒ５はショートカットされ、ポンプ９の駆動電圧は減少せず、電源１１からの電圧がそのまま供給されることになる。

つまり、ミスト発生前には電圧制御トランジスタＴｒ２をオフ制御し、ミスト発生時には電圧制御トランジスタＴｒ２をオン制御してやれば、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御することができる。

なお、分圧抵抗Ｒ５をマイコン１２ａからの制御信号により設定可能な可変抵抗とするか、或いは、電圧制御トランジスタＴｒ２と抵抗Ｒ３〜Ｒ５との組による回路を直列または並列に接続しそれぞれの組の電圧制御トランジスタＴｒ２を独立に制御可能な回路構成とすれば、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い複数の出力の何れかとなるようポンプ９を駆動制御することが可能となる。

次に、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、供水菅６に水蒸気または空気を滞留させる空気室５を備えているが、該空気室５の当該ミスト発生装置の運転時における状況について、図３を参照して説明する。

まず、ミスト発生直後には、ミスト発生前にミスト発生時より低い出力となるようポンプ９が駆動制御されているので、図３（ａ）に示すように、空気室５内の気体はミスト発生部７から外部へ排出され、空気室５および供給管６内部は水で満たされている。

次に、ミスト発生から所定時間が経過した後では、加熱部４による水１５の加熱により水蒸気または空気１８が供給菅６に発生したとしても、該水蒸気または空気は空気室５内に滞留することになる。なお、空気室５は、細い径の給水管６に対して突起状に大きな容積を垂直上方に持つ構造を備えている。このため、駆動制御（ミスト発生時）中に液相と気相の分離を空気室５内で行うことができ、ミスト発生部７に水蒸気または空気を行かせないようにすることができるので、連続的にミストを発生することができる。

以上説明したように、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、ポンプ９の駆動により、水１５と空気を混合してミスト化するミスト発生部７と、水１５を加熱する加熱部４と、ミスト発生部７と加熱部４とを接続して、該ミスト発生部７に加熱した水を供給する給水管６と、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御する制御部１０（１０ａ）と、を備えた構成としたので、ミスト化する水１５を事前に加熱殺菌することができる。また、そのため、水１５の加熱により発生した水蒸気または空気が供給菅６に存在することがあり、その気体が経路に滞留すると、供給管６内部の一部において液相と気相に分離し、結果としてミストの発生が不連続となる恐れがあるが、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、制御部１０（１０ａ）により、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御するので、ミスト発生前に、供給管６内部を水で満たし、気体をミスト発生部７から外部へ排出することができ、ミスト発生時には、連続的にミストを発生することができる。

また、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、制御部１０（１０ａ）により、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い複数の出力の何れかとなるよう選択的にポンプを駆動制御する構成とすることもでき、この場合、気体が経路に滞留し易い場所では、相対的に低い出力となるようポンプ９を駆動制御して、相対的にゆっくりと給水管６内部を水で満たし、また、気体が経路に滞留し難い場所では、相対的に高い出力となるようポンプ９を駆動制御して、相対的にすばやく給水管６内部を水で満たし、効率良く気体をミスト発生部から外部に排出することができ、ミスト発生時には、連続的にミストを発生することができる。

さらに、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、給水管６に水蒸気または空気を滞留させる空気室５を備えることで、加熱部４により加熱生成される水蒸気が給水管６に移動してきたときに、常に、空気室５に滞留させることができ、ミスト発生時にミスト発生手段に行かせないようにすることができるので、連続的にミストを発生することができる。

〔実施例２〕
次に、図４は本発明の実施例２に係る加熱装置付きミスト発生装置の制御部１０（１０ｂ）の部分構成図であり、制御部１０（１０ｂ）のポンプ９の駆動制御に係わる部分の構成図である。なお、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置の全体的な構成は実施例１（図１）と同等である。

図４において、制御部１０ｂは、電源１１と、マイコン（マイクロコンピュータ）１２ｂと、ポンプ駆動トランジスタＴｒ１と、ダイオードＤ１と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、を備えた構成である。ここで、ポンプ駆動トランジスタＴｒ１は、マイコン１２ｂからのポンプ駆動信号によりオン／オフ制御され、オン制御でポンプ９を駆動状態とし、オフ制御でポンプ９を駆動停止状態とする。つまり、実施例１の制御部１０ａは、ポンプ９に供給する電圧のレベル自体を分圧抵抗Ｒ５の有効／無効によって変化させる構成であったのに対し、本実施例の制御部１０ｂは、ポンプ駆動トランジスタＴｒ１のオン／オフ制御の時間比（デューティ比）を変えることによってポンプ９に供給する電圧の実効値を変化させる構成である。

すなわち、電源１１によりマイコン１２ｂが起動され、ミスト発生時には図５（ａ）に示すようなマイコン１２ｂからのポンプ駆動信号により、ポンプ駆動トランジスタＴｒ１がオン／オフ制御されてポンプ９が駆動／非駆動される。一方、ミスト発生前の非ミスト発生時には図５（ｂ）に示すようなミスト発生時よりも小さいデューティ比のポンプ駆動信号により、ポンプ駆動トランジスタＴｒ１がオン／オフ制御されてポンプ９が駆動／非駆動される。

つまり、ミスト発生前には、マイコン１２ｂが出力するポンプ駆動信号を、ミスト発生時のデューティ比よりも小さいデューティ比の信号とすることで、ポンプ９を駆動させる時間をより短くし、ミスト発生前にはミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御することができる。

また、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、ミスト発生前の非ミスト発生時のポンプ駆動信号の信号パターンとして、ミスト発生時のデューティ比よりも小さく、かつ互いに異なるデューティ比の信号を複数用意しておき、使用状況に応じて選択可能な構成とすれば、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い複数の出力の何れかとなるようポンプ９を駆動制御することが可能となる。

以上説明したように、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、実施例１と同様に、ミスト化する水１５を事前に加熱殺菌することができ、また、制御部１０ｂにより、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるようポンプ９を駆動制御するので、ミスト発生前に、供給管６内部を水で満たし、気体をミスト発生部７から外部へ排出することができ、ミスト発生時には、連続的にミストを発生することができる。

また、本実施例の加熱装置付きミスト発生装置では、制御部１０ｂにより、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い複数の出力の何れかとなるよう選択的にポンプを駆動制御する構成とすることもでき、この場合、気体が経路に滞留し易い場所では、相対的に低い出力となるようポンプ９を駆動制御して、相対的にゆっくりと給水管６内部を水で満たし、また、気体が経路に滞留し難い場所では、相対的に高い出力となるようポンプ９を駆動制御して、相対的にすばやく給水管６内部を水で満たし、効率良く気体をミスト発生部から外部に排出することができ、ミスト発生時には、連続的にミストを発生することができる。

本発明の実施例に係る加熱装置付きミスト発生装置の構成図である。 実施例１における制御部１０ａのポンプ９の駆動制御に係わる部分の構成図である。 空気室５のミスト発生装置運転時における状況を説明する説明図である。 実施例２における制御部１０ｂのポンプ９の駆動制御に係わる部分の構成図である。 マイコン１２ｂからのポンプ駆動信号を例示するタイムチャート（その１）である。 マイコン１２ｂからのポンプ駆動信号を例示するタイムチャート（その２）である。

符号の説明

１ 装置本体
３ ヒータ
４ 加熱部
５ 空気室
６ 給水管
７ ミスト発生部
８ タンク
９ ポンプ
１０ 制御部
１１ 電源
１２ａ，１２ｂ マイコン
１５ 水
１７ ミスト
１８ 水蒸気または空気
Ｔｒ１ ポンプ駆動トランジスタ
Ｔｒ２ 電圧制御トランジスタ
Ｄ１ ダイオード
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗

Claims (3)

1. ポンプの駆動により、水と空気を混合してミスト化するミスト発生手段と、
   前記水を加熱する加熱手段と、
   前記ミスト発生手段と前記加熱手段とを接続して、該ミスト発生手段に加熱した水を供給する給水管と、
   ミスト発生前に、ミスト発生時より低い出力となるよう前記ポンプを駆動制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする加熱装置付きミスト発生装置。
2. 前記制御手段は、ミスト発生前に、ミスト発生時より低い複数の出力の何れかとなるよう前記ポンプを駆動制御することを特徴とする請求項１に記載の加熱装置付きミスト発生装置。
3. 前記供水菅に、水蒸気または空気を滞留させる空気室を備えることを特徴とする請求項１または請求項２の何れか１項に記載の加熱装置付きミスト発生装置。

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