JP2011019790A - 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、液体微細化ユニットおよび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、液体微細化の効率を向上することを目的とするものである。
【解決手段】吸込ロ４と排気口５を有する本体ケース６と、この本体ケース６内の吸込ロ４と排気口５とを結ぶ風路に送風手段とを備え、本体ケース６内に、上下方向に配置した筒状の外殻１２と、この外殻１２内に上下方向に向けて配置した回転軸１５と、この回転軸１５の軸方向に所定間隔で固定した複数の回転板１６ａ、１６ｂと、上段の回転板１６ａの上面に液体を供給する液体供給部と、外殻１２内の液体を下段の回転板１６ｂの上面に案内する液体再供給部２１とを備えた液体微細化ユニット９を設け、外殻１２の内壁の複数の前記回転板１６ａ、１６ｂより飛ばされ前記液体が衝突する衝突面４７を疎水化処理した構成とする。
【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、回転する円板の上面に液体を供給し、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、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、液体微細化の効率が低いということである。

すなわち、従来の液体微細化装置は、上述のごとく、液体を円板の上面から遠心力により飛散させて微細化しているが、このように、円板から外方に飛散させるだけでは、十分に微細化されないまま液体が飛散してしまい、微細化の効率が低くなってしまう。

そこで、この問題を解決するため、回転板の外周に筒を設けて、回転板から飛散した液体を衝突させて、液体の微細化を促進する方法が提案されているが、飛散した液体を筒の内壁に衝突させる方法でも、単に筒の内面に衝突させるものでは、衝突エネルギーを有効に活用できず、やはり微細化の促進は十分ではない。つまり、この場合、筒の内面では飛散した液体が内面に対して傾いた方向で衝突することになるので、衝突エネルギーを破砕に活用することができず、この結果として、液体の微細化効率が低くなってしまうものであった。

そこで本発明は、液体微細化の効率を向上する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、吸込ロ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ロと前記排気口とを結ぶ風路に送風手段とを備え、前記本体ケース内に、上下方向に配置した筒状の外殻と、この外殻内に上下方向に向けて配置した回転軸と、この回転軸の軸方向に所定間隔で固定した複数の回転板と、上段の回転板の上面に液体を供給する液体供給部と、前記外殻内の液体を下段の回転板の上面に案内する液体再供給部とを備えた液体微細化ユニットを設け、前記外殻の内壁の複数の前記回転板より飛ばされ前記液体が衝突する衝突面を疎水化処理した構成とし、これにより、上記目的を達成している。

以上のように、本発明は、吸込ロ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ロと前記排気口とを結ぶ風路に送風手段とを備え、前記本体ケース内に、上下方向に配置した筒状の外殻と、この外殻内に上下方向に向けて配置した回転軸と、この回転軸の軸方向に所定間隔で固定した複数の回転板と、上段の回転板の上面に液体を供給する液体供給部と、前記外殻内の液体を下段の回転板の上面に案内する液体再供給部とを備えた液体微細化ユニットを設け、前記外殻の内壁の複数の前記回転板より飛ばされ前記液体が衝突する衝突面を疎水化処理した構成することにより、液体微細化の効率を向上することができる。

すなわち、本発明においては、遠心力によって複数の回転板の外縁から飛散する液体が、回転板の略接線方向に飛散して、外郭の内壁に疎水化処理した衝突面に衝突する、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ので、結果として、液体微細化の効率を向上するものとなる。

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断面模式図 同液体微細化装置の拡大斜視図 同液体微細化装置の断面模式図 同液体微細化装置の回転板の拡大図 同液体微細化装置の液体案内経路の斜視図 実施の形態２および３における液体微細化ユニットの斜視図 同液体微細化ユニットの模式図 （ａ）同複数の突出部３２ａ，３２ｂおよび要部の拡大斜視図（ｂ）拡大平面図 （ａ）他の複数の突出部３２ａ，３２ｂおよび要部の拡大斜視図（ｂ）拡大平面図 実施の形態３におけるサウナ装置の斜視図 実施の形態３における液体微細化装置の断面構成図 実施の形態３における液体微細化装置の斜視図 実施の形態３における液体微細化装置の斜視図

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。以下では、液体が水の場合を例として説明する。

（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。

液体微細化装置３は、図２に示すように、吸込口４と排気口５を有する本体ケース６と、この本体ケース６内の吸込口４と排気口５とを結ぶ風路に設けた加熱手段としての熱交換器７および送風手段としてのファンモータ８と、このファンモータ８と排気口５との間に設けた液体微細化手段としての液体微細化ユニット９とを備えた構成としている。

また、ファンモータ８から液体微細化ユニット９へ通じる風路は、ケーシング１０により形成されており、排気口５には可動式のルーバ１１が取り付けられている。

液体微細化手段としての液体微細化ユニット９は、図２に示すように、上下方向に配置した筒状の外殻１２と、この筒状の外殻１２の内部に設けた回転手段１３と、この回転手段１３に液体を供給する液体供給手段としての給水管１４を備える。

そして、回転手段１３は、外殻１２内に上下方向に向けて配置した回転軸１５と、この回転軸１５の軸方向に、回転軸１５を中心として回動する複数の回転板１６ａ，１６ｂを所定間隔で固定して設けている。

なお、本実施の形態では、回転軸１５の上方に設けた回転板１６ａと、下方に設けた回転板１６ｂとの２つを設ける構成とする。

そして、回転手段１３の上部には、回転軸１５を駆動するためのモータ１７を備え、回転手段１３の下部には、モータ１７の駆動により高速回転する回転軸１５および複数の回転板１６ａ，１６ｂを支えるための保持部（図示せず）を備えている。

また、筒状の外殻１２の内壁２５には、この内壁２５に付着した液体を下方の回転板１６ｂへと案内する液体再供給部２１として、貯水部２２および水路２３を設ける構成とする。液体再供給部２１については、後に詳細を述べる。

そして、複数の回転板１６ａ、１６ｂより飛ばされ液体が衝突する外殻１２の内壁２５の衝突面４７を疎水化処理した構成とする。

なお、疎水化処理は、例えば、シリコン系の材料、ｏｒフッソ系の材料などの疎水化材料を衝突面４７に練り込む、あるいは、疎水化材料で衝突面４７に覆うようにする構成とする。

また、外殻１２の下方の内壁４８を、親水化処理した構成とする。

なお、親水化処理を、例えば、ポリビニールアルコールや芳香族環を有する高分子化合物や高分子ポリマーなどの接触角度が４０°以下望ましくは１０°以下になるような親水化材料でを下方の内壁４８に練り込む、あるいは、親水化材料で下方の内壁４８に覆うようにする構成とする。

そして、図３に示すように、回転板１６ａ，１６ｂは、空気や液体を通過する孔Ａを有する。

なお、本実施の形態では、図５に示すように、回転板１６ａおよび回転板１６ｂはそれぞれ、液体をその上面に供給するための中心部１８と、この中心部１８の外周側において同心円状に設けた複数の環状リブ１９と、中心部１８から放射線状に延びて複数の環状リブ１９と連結する連結リブ２０とを一体に構成した形状としており、これら中心部１８、環状リブ１９、連結リブ２０との間がすべて孔Ａとなっている。

そして、図４に示すように、上方の回転板１６ａは中心部１８ａ、環状リブ１９ａ、連結リブ２０ａを、下方の回転板１６ｂは、中心部１８ｂ、環状リブ１９ｂ、連結リブ２０ｂをそれぞれ有している。

また、図３および図４に示すように、給水管１４は、上方の回転板１６ａの中心部１８ａ上に液体を供給する構成とする。

また、図４に示すように、液体再供給部２１は、筒状の外殻１２の内壁２５に付着した液体を下方の回転板１６ｂへと案内するために、本実施の形態では、上方の回転板１６ａと下方の回転板１６ｂとの間に、筒状の外殻１２の内壁２５に沿って貯水部２２を設け、この貯水部２２から下方の回転板１６ｂの中心部１８ｂへと液体を案内する水路２３を設ける構成とする。この水路２３は、図６に示すように、貯水部２２の三方から筒状の外殻１２の中心に向かって伸びる形状とし、図４に示すように、下方の回転板１６ｂの中心部１８ｂ上に開口している。

以上の構成において、次に動作を説明する。

図１に示すように、サウナ室１内において、サウナを使用する場合、まず、図示していないガス湯沸かし器や電気温水器等の熱源からパイプ２４を介し、図２に示すように、熱交換器７に温水が供給される。

また、この温水の一部は、給水管１４へと供給され、この給水管１４に供給される温水は、極めて少量であって、この時点では、給水管１４から排出されていない。

そして、この状態で、熱交換器７が運転され、ファンモータ８が駆動されると、ファンモータ８が吸込口４を介して図１に示すサウナ室１内の空気を吸い込み、吸い込まれた空気は図２に示す熱交換器７によって加熱される。加熱された空気は、ファンモータ８によって、ケーシング１０を介して、筒状の外殻１２へと送られる。

また、一方、モータ１７が駆動されると、回転軸１５が高速回転し、それにともない回転板１６ａおよび回転板１６ｂが高速回転される。

このとき、図４に示すように、給水管１４は、高速回転する上方の回転板１６ａの中心部１８ａの上面に温水を供給する。そして、上方の回転板１６ａの中心部１８ａに供給された温水は、高速回転による遠心力によって中心部１８ａの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温水は、中心部１８ａの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。そして、中心部１８ａから高速で吹き飛ばされた水滴は、さらに、高速回転する回転板１６ａに設けた環状リブ１９ａや、連結リブ２０ａに衝突して破砕される。そして、環状リブ１９ａや連結リブ２０ａは、回転板１６ａとともに高速で回転しているため、これらに衝突した水滴にはさらに遠心力が加わり、この遠心力によって外周方向への水滴の飛散速度はさらに増すこととなる。このようにして、遠心力で飛散した水滴は高速で回転する環状リブ１９ａや連結リブ２０ａに次々に衝突し、液体の微細化が加速する。

また、図２に示すように、上方の回転板１６ａから飛散し微細化された温水の一部は、筒状の外殻１２の内壁２５の疎水化処理した衝突面４７に衝突して更に破砕され、また、筒状の外殻１２の内壁２５に衝突して破砕された水滴は、この衝突により再び筒状の外殻１２内で飛び散り、高速回転する回転板１６ａの環状リブ１９ａや連結リブ２０ａに再び衝突して破砕され、液体の微細化がさらに促進される。

ここで、疎水化処理を、疎水化材料を衝突面４７に練り込む場合は、均一に疎水化処理をすることができ、かつ、新たに疎水化処理をするという手間や労力が低減できることになる。

また、疎水化処理を、疎水化材料で衝突面４７に覆うようにする場合は、後から疎水化処理することができるので、例えば衝突面４７に適した範囲を確認しながら疎水化処理するというように、適切な疎水化処理ができることになる。

このように、給水管１４から上方の回転板１６ａの上面に供給された温水は、この時点で大部分が微細化され、加熱された暖かい空気と混ざって蒸気の状態となっている。

一方、上方の回転板１６ａの回転によって微細化できなかったわずかな水滴や、環状リブ１９ａや連結リブ２０ａに衝突して飛散した微細化された水滴の一部は、高速回転による遠心力とファンモータ８からの送風により、図５に示す上方の回転板１６ａの孔Ａを介して、図４に示す下方の回転板１６ｂへと運ばれる。このとき、上方の回転板１６ａから飛散した水滴は、三次元的な方向に飛散するため、高速回転する下方の回転板１６ｂの環状リブ１９ｂや連結リブ２０ｂに次々に衝突し、破砕されて微細化される。

さらに、上方の回転板１６ａから遠心力により飛散した水滴のうち、微細化されずに筒状の外殻１２の内壁２５に付着したわずかな水滴や、微細化された後に内壁２５において結露した微量の水滴は、筒状の外殻１２の内壁２５をつたって、貯水部２２に流れ落ちて貯水される。この貯水部２２に貯まったわずかな温水は、水路２３を介して、貯水部２２の三方向から、下方の回転板１６ｂの中心部１８ｂへと運ばれる。

このように、下方の回転板１６ｂに運ばれたわずかな温水も、上方の回転板１６ａと同様に下方の回転板１６ｂが高速回転することにより、微細化が行われる。すなわち、筒状の外殻１２の内壁２５から、貯水部２２および水路２３を介して、下方の回転板１６ｂの中心部１８ｂに供給されたわずかな水滴は、高速回転による遠心力で中心部１８ｂの外周方向に向かって薄膜状に広がって、外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされ、吹き飛ばされた水滴が環状リブ１９ｂや連結リブ２０ｂに衝突して破砕され、温水の微細化が促進される。

なお、上記回転板１６ａで衝突面４７に衝突して更に破砕され、温水の微細化がますます加速されるという作用、効果は、回転板１６ｂにおいても同様なことになる。

このように、上方の回転板１６ａに供給された温水は、上方の回転板１６ａが高速回転することによって大部分が微細化されるのに加え、わずかに残った微細化されなかった一部の水滴も、図５に示す上方の回転板１６ａの孔Ａを介して、あるいは、図４に示す筒状の外殻１２に設けた液体再供給部２１を介して、高速回転する下方の回転板１６ｂへと運ばれてほぼ完全に微細化される。

そして、図２に示すように、回転板１６ａおよび回転板１６ｂの高速回転によって微細化された温水を含む暖かい空気は、ファンモータ８の送風によって、排気口５から図１に示すサウナ室１の内部へ蒸気として供給される。

また、このサウナ運転を中断あるいは停止した場合には、ファンモータ８と回転手段１３の回転および給水管１４からの給水が停止する。そのときには、給水管１４からそれまでに供給された温水は、上方の回転板１６ａおよび下方の回転板１６ｂの高速回転によって、ほぼすべて微細化されている。

それでも微細化されずに外殻１２の下方の内壁４８に温水の一部が付着した場合でも、親水化処理を施しているので、暖かい空気と温水の一部との接触面積が拡大され、蒸気としてサウナ室１の内部へ供給される。

なお、親水化処理を、親水化材料を下方の内壁４８に練り込む、あるいは、親水化材料で下方の内壁４８に覆うようにする構成とするときの効果は、上記疎水化材料の場合と同様な効果を生じる。

また、微細化されない液体が貯水部２２に残った場合にも、サウナ運転を停止して可動式のルーバ１１を可動し排気口５を閉じれば、図１に示すサウナ室１に非微細化液体が排出されることはなく、図２に示すように、液体微細化装置３の内部において、熱交換器７によって加熱された空気の残熱によって乾燥される。

以上のような構成と動作によれば、上述のとおり、高速回転する回転手段１３とこの回転手段１３に液体を供給する給水管１４とを備え、高速回転による微細化に必要な最低限の温水を供給する構成としているので、本実施の形態の液体微細化装置３による微細化終了時においては、装置に供給した温水のすべてを微細化することが可能となるという効果を奏し、また、非微細化液体がわずかに残ったとしても、特別に排出せずとも液体微細化手段としての液体微細化ユニット９に残った熱によって自然に乾燥できる程度の分量となる。

また、本実施の形態のように、回転手段１３において複数の回転板１６ａ，１６ｂを軸方向に備える構成としたことにより、上方の回転板１６ａでは微細化されなかった、わずかに残った液体を、下方の回転板１６ｂによって微細化することができるため、供給された液体を段階に分けて、ほぼ完全に微細化することが可能となる。

また、複数の回転板１６ａおよび回転板１６ｂはそれぞれ、空気や液体を通過する孔Ａを有する構成としたことにより、ファンモータ８から送られる空気の流れを妨げないため、エネルギー損失を抑えることが可能となり、さらに、上方の回転板１６ａから遠心力によって三次元的な方向に吹き飛ばされた水滴が、孔Ａを介して下方の回転板１６ｂに運ばれ、下方の回転板１６ｂの高速回転によって、液体の微細化が加速されるという効果を奏する。

また、複数の回転板１６ａおよび回転板１６ｂの形状はそれぞれ、液体がその上面に供給される中心部１８ａ，１８ｂと、これら中心部１８ａ，１８ｂの外周側に同心円状に設けた複数の環状リブ１９ａ，１９ｂと、この中心部１８ａ，１８ｂから放射線状に伸びて、複数の環状リブ１９ａ，１９ｂと連結する連結リブ２０ａ，２０ｂとをそれぞれ一体に構成したことにより、液体の微細化の効率を上げることが可能となっている。すなわち、上方の回転板１６ａの中心部１８ａに供給された液体が放射線状に薄膜状に広がって吹き飛ばされて微細化が進むとともに、吹き飛ばされた温水が環状リブ１９ａや連結リブ２０ａに衝突することで、さらに微細化が加速し、その上さらに、吹き飛ばされた温水が、上方の回転板１６ａの孔Ａを介して下方の回転板１６ｂへと運ばれ、高速回転する下方の回転板１６ｂの環状リブ１９ｂや連結リブ２０ｂに衝突して温水の微細化を加速することが可能となる。また、空気や液体を通過する孔Ａを大きくすることにより、ファンモータ８から送られる空気の流れを妨げず、エネルギー損失を抑えることが可能となる上、複数の回転板１６ａ，１６ｂ自体を軽量化することにより、高速回転の効率を向上するとともに、高速回転による騒音を抑えることも可能となる。

また、液体供給手段としての給水管１４から液体が供給される上方の回転板１６ａの外周に筒状の外殻１２を設け、この外殻１２の内壁２５に付着した微細化されなかった液体を、下方の回転板１６ｂの中心部１８ａへと案内する液体再供給部２１を設ける構成としたことにより、上方の回転板１６ａから飛散して筒状の外殻１２の内側に付着したわずかな非微細化液体を回転手段１３に戻し、下方の回転板１６ｂによってほぼ完全に微細化することが可能となるため、供給したすべての温水を効率よく微細化することが可能となるという効果をそうする。

また、この液体再供給部２１は、筒状の外殻１２の内壁２５に設けた貯水部２２と、この貯水部２２の三方から下方の回転板１６ｂの中心部１８ｂへと液体を案内する水路２３を備えた構成としたことにより、上方の回転板１６ａから吹き飛ばされ、筒状の外殻１２の内側に付着した非微細化液体を貯水部２２に貯めて、そこに貯めた温水を、水路２３を介して、高速回転する下方の回転板１６ｂに戻すことによって、給水管１４から供給した温水を確実に集めて、ほぼ完全に微細化することが可能となる。

なお、複数の回転板１６ａ，１６ｂの回転数は、３０００ｒｐｍ（ｒｐｍは毎分の回転数を表す単位）より低い回転数とすることにより、高速回転による騒音を抑えることが可能となるという効果を奏する。

なお、給水管１４から供給する温水は、６０ｇ／分以下で供給する構成とすると、供給した温水を、上方の回転板１６ａおよび下方の回転板１６ｂによって３０００ｒｐｍの回転数において、ほぼ完全に微細化することが可能となるという効果を奏する。

なお、排気口５に可動式のルーバ１１を設けた構成としたことにより、このサウナ運転を中断あるいは停止した場合に、可動式のルーバ１１を可動して排気口５を閉じれば、微細化されない液体が貯水部２２に残った場合であっても、サウナ室１に非微細化液体が排出されることはなく、液体微細化装置３の内部において、熱交換器７によって加熱された空気の残熱によって乾燥されるという効果を奏する。

このように、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、供給した液体をほぼ完全に微細化することができ、わずかに残った非微細化液体を特別に排出せずとも、液体微細化手段としての液体微細化ユニット９に残った熱によって自然に乾燥できる程度の分量となるので、微細化できなかった温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。

（実施の形態２）
実施の形態１と違うところは、衝突面を、外殻の内壁に、回転軸に向けて突出する複の突出部を設け、複数の回転板の回転方向に対向する面が複数の回転板の接線方向に対して略直交する突出部衝突面５１を設けた点である。

要点を最初に述べると、図９（ｂ）示すように、温水の一部が衝突する面を後述する接線３７が略直角に突出部３２ａ（ｂ）に接触する箇所として、突出部衝突面５１とすることである。その他、作用、効果は、実施の形態１と同様である。

ここでは、実施の形態１と異なる構成による作用、効果を説明する。図７は、実施の形態２の液体微細化ユニット２６を示した斜視図である。

この液体微細化ユニット２６は、図７に示すごとく、上下方向に配置した円筒状の外殻２７と、この外殻２７内に上下方向に向けて配置した回転軸２８と、この回転軸２８の軸方向に所定間隔で固定した複数の回転板２９ａ，２９ｂと、上段の回転板２９ａの上面に液体を供給する液体供給部３０とを備えている。

なお、本実施の形態２において、外殻２７は円筒状としたが、かならずしも円筒である必要はなく、その他の形状の筒であっても良い。

回転軸２８の上端は外殻２７の上部に設けた駆動用のモータ３１と連結する構成とし、回転軸２８は外殻２７の下面に向かって垂直方向に延びて、下端には保持部（図示せず）を備えている。

回転板２９ａ，２９ｂは、親水性を有する樹脂で平板状に形成し、液体供給部３０は、上段の回転板２９ａ上面の中心付近に水を供給する構成としている。

円筒状の外殻２７の内壁には、回転板２９ａの外周に回転軸２８に向けて突出する複数の突出部３２ａを設け、回転板２９ｂの外周には回転軸２８に向けて突出する複数の突出部３２ｂを設けている。複数の突出部３２ａ，３２ｂの形状については後段で説明する。

円筒状の外殻２７の内壁にはさらに、上段の回転板２９ａと下段の回転板２９ｂの間に、外殻２７内の水を回収して下方の回転板２９ｂへと案内する液体再供給部としての貯水部３３および水路３４を備えている。

貯水部３３は、上段の回転板２９ａと下段の回転板２９ｂとの間、すなわち、複数の突出部３２ａと複数の突出部３２ｂとの間に、筒状の外殻２７の内壁に沿って環状に設けられ、この貯水部３３から下段の回転板２９ｂの上面へ水を案内する水路３４を設ける構成としている。本実施の形態では、水路３４を貯水部３３の三方から回転軸２８に向かって伸びる構成とし、下段の回転板２９ｂ上に開口する構成としている。

円筒状の外殻２７は、空気を通風するために下方に設けた開口３５ａおよび上方に設けた開口３５ｂを有し、複数の回転板２９ａ，２９ｂと外殻２７との隙間の通風路３６を通風する構成とする。本実施の形態では、通風路３６は、図７および図８に示すように、外部に設置した送風手段（図示せず）から送られる空気を、下方の開口３５ａから上方の開口３５ｂへと上向きに通風可能な構成としている。

次に、図９（ａ）および図９（ｂ）を用いて、複数の突出部３２ａ，３２ｂの形状を説明する。

なお、複数の突出部３２ａと複数の突出部３２ｂとは同じ形状であるので、ここでは、複数の突出部３２ａについて説明し、複数の突出部３２ｂについては説明を簡略化する。

図９（ａ）に示すように、複数の突出部３２ａは、回転板２９ａの外周に沿って筒状の外殻２７の内壁に設けることとし、筒状の外殻２７の内壁から回転軸２８の方向に突出するように構成する。このとき、複数の突出部３２ａを設ける筒状の外殻２７の内径と、環状に設けた貯水部３３の内径とがほぼ等しくなるように、外殻２７の内壁を内側に隆起させて形成し、複数の突出部３２ａが貯水部３３の内周よりも回転軸２８の方向に突出するように構成している。これにより、回転板２９ａと外殻２７との隙間の通風路３６に空気を通風したときに、複数の突出部３２ａおよび外殻２７の内壁の表面が通風路３６を通過する空気と接触する構成としている。

図９（ｂ）に示すように、複数の突出部３２ａは回転板２９ａの外周に沿って断続的に、ほぼ均等な間隔で配置されており、複数の突出部３２ａの回転板２９ａの回転方向に対向する面は、回転板２９ａの接線３７に対して略直交する衝突面３８を構成している。

以上の構成において、次に動作を説明する。

図７に示す、液体微細化ユニット２６において、モータ３１を駆動すると、筒状の外殻２７の内部で回転軸２８が高速回転し、それにともない回転板２９ａ，２９ｂが高速回転される。

このとき、液体供給部３０は、高速回転する回転板２９ａの上面の中心付近に水を供給する。回転板２９ａの上面に供給された水は、高速回転による遠心力によって回転板２９ａの中心付近から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２９ａの外周縁から図９（ｂ）に示す接線３７の方向へと高速で吹き飛ばされる。

そして、遠心力によって回転板２９ａの外縁から高速で飛散する水滴の大部分は、回転板２９ａの接線３７とほぼ同じ方向に飛散し、この飛散した水滴が、複数の突出部３２ａの衝突面３８に略直角に衝突するので、放散された液滴がこの衝突によって効果的に破砕され、微細化が促進される。

また、衝突面３８に衝突して破砕された水滴は、外殻２７および複数の突出部３２ａと回転板２９ａとの隙間を通風する通風路３６の空間内で飛び散り、高速回転する回転板２９ａや、隣接する衝突面３８に再び衝突して破砕され、水の微細化がさらに促進される。

このように、液体供給部３０から上段の回転板２９ａの上面に供給された水の大部分は、高速回転する回転板２９ａから放散され、複数の突出部３２ａの衝突面３８に衝突して、この時点で大部分が微細化され、このような微細水滴は図９（ｂ）に示す通風路３６を通過する空気と接触して微細化状態で搬送される。

一方、上方の回転板２９ａから遠心力により飛散した水滴のうち、微細化されずに複数の突出部３２ａの表面や外殻２７の内壁に付着した僅かな水滴や、微細化された後に結露した微量の水滴は、図８に示す貯水部３３に流れおちて集められ、水路３４を介して、下段の回転板２９ｂの上面へと運ばれる。

このように、下方の回転板２９ｂに運ばれた僅かな水も、下方の回転板２９ｂの高速回転の遠心力により図９（ｂ）に示す回転板２９ｂの接線３７の方向に放散されて、複数の突出部３２ｂの衝突面３８に略直角に衝突することにより、水滴が破砕されて微細化が促進される。

すなわち、下方の回転板２９ｂに供給された僅かな水滴も、高速回転による遠心力で外周方向に向かって薄膜状に広がって、回転板２９ｂの外周縁から接線３７の方向へと高速で吹き飛ばされ、吹き飛ばされた水滴が複数の突出部３２ｂに同様に衝突して効果的に破砕され、水の微細化が促進される。

下段の回転板２９ｂの上面に供給された僅かな水は、この時点で大部分が微細化され、通風路３６を通過する空気と接触して、微細化状態で搬送される。

以上のような構成と動作によれば、供給された水が複数の回転板２９ａ，２９ｂの表面に広がり、高速回転の遠心力によって回転板２９ａ，２９ｂの外縁から放散されて微細化されるだけでなく、回転板２９ａ，２９ｂの外縁から接線方向に飛散する水滴が、回転板２９ａ，２９ｂの外周側に外殻２７の内壁に沿って設けた複数の突出部３２ａ，３２ｂの衝突面３８に略直角に衝突することとなり、この衝突によって水の微細化が効果的に促進されることとなるので、本実施形態によれば、微細化効率を向上する液体微細化ユニット２６を提供することが可能となる。

なお、複数の突出部３２ａ，３２ｂが貯水部３３よりも通風路３６の空間内に突出しているので、衝突面３８で破砕された微細な水滴が、通風路３６内を通過する空気と接触しやすくなり、この結果、水滴が突出部３２ａ，３２ｂや外殻２７の表面に付着しにくくなり、衝突による破砕を効率良く行うことが可能となるとともに、微細水滴が壁面に付着して結露するのを防ぐことが可能となるので、水の微細化状態を保持したまま外部へ搬送することが可能となり、供給した水の微細化効率を向上することが可能となる。

また、複数の突出部３２ａ，３２ｂの他の形態として、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、外殻２７の内径を貯水部３３の内径よりも大きく形成して、複数の突出部３２ａ，３２ｂが貯水部３３の内周より回転軸２８の方向に突出する構成とすると、複数の突出部３２ａ，３２ｂの周辺において通風路３６の通風空間を広く確保すること可能となるので、衝突面３８の面積を広く確保して、水を微細化効率を向上することが可能となる上、衝突面３８と衝突した微細化水滴の飛散可能な空間がより広くなるので、通風路３６を通過する空気と混合しやすくなり、微細化した水滴をより効率良く外部へ搬送することが可能となり、結果として、供給した水の微細化効率を向上することが可能となる。さらに、上段の回転板２９ａから飛散して複数の突出部３２ａに付着した水滴が、複数の突出部３２ａの下方にある貯水部３３へと流れ落ちやすくなるため、微細化できなかった水滴を効率良く回収して、再度微細化することが可能となり、供給した水の微細化効率をさらに向上するという効果を奏する。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。

本実施の形態３では、実施の形態２の液体微細化ユニット２６を用いた液体微細化装置の詳細を、本ユニットを水の微細化に用いることによりその効果を特に生かすことができることから、サウナ装置の実施形態において説明する。

なお、実施の形態２の構成と同一の構成については、同一の符号を参照し、その説明を簡略化する。

図１１に示すように、サウナ室３９の天井面４０には、液体微細化装置４１が取り付けられている。

この液体微細化装置４１は、図１２から図１４に示すように、下面に吸込口４２と排気口４３とを有する本体ケース４４と、この本体ケース４４内の吸込口４２と排気口４３とを結ぶ風路に設けた加熱手段としての熱交換器４５および送風手段としてのファン４６ａ，４６ｂとを備え、ファン４６ａと排気口４３との間に図７で説明した液体微細化ユニット２６を内蔵する構成としている。

ファン４６ａ，４６ｂは、熱交換器４５の上方で開口するケーシング４７ａ，４７ｂをそれぞれ備えている。

ファン４６ａのケーシング４７ａの吹出し口は、図１４に示すように、液体微細化ユニット２６の外殻２７の下方に設けた開口３５ａに連通する構成としている。そして、外殻２７の上方の開口３５ｂは、合流部５０を介して、排気口４３に連通する構成としている。一方、ファン４６ｂのケーシング４７ｂの吹出し口からの風路は、図１３に示すように液体微細化ユニット２６を経由せず、合流部５０を介して、排気口４３に連通している。すなわち、ファン４６ａおよびファン４６ｂから送風された空気は、合流部５０において合流して、排気口４３からサウナ室３９へと排出される構成としている。

以上の構成において、実施形態１の液体微細化ユニット２６を備えた液体微細化装置４１が、本実施形態のサウナ装置において水微細化の動作を行う過程を説明する。

図１１のサウナ室３９内において、サウナを使用する場合、まず、図示していないガス湯沸かし器や電気温水器等の熱源から、この図１１に示すパイプ４９を介し、図１２に示す熱交換器４５に水（温水）が供給される。また、この水の一部は、図７に示す液体供給部３０へと供給される。液体供給部３０に供給される水は、極めて少量であって、この時点では、液体供給部３０から排出されていない。

この状態で、熱交換器４５が運転され、図１２のファン４６ａおよび図１３のファン４６ｂが駆動されると、ファン４６ａ，４６ｂが吸込口４２を介して図１１のサウナ室３９内の空気を吸い込み、吸い込まれた空気は図１２の熱交換器４５によって加熱される。加熱された空気は、ファン４６ａ，４６ｂによって、ケーシング４７ａ，４７ｂ内へ吸入される。熱交換器４５により加熱された空気は、この時点で約摂氏６０度まで加熱されている。

ケーシング４７ａに吸入された高温の空気は、液体微細化ユニット２６の外殻２７の下方に設けた開口３５ａより、外殻２７の内部へと送られるので、外殻２７内部では図７および図８に示す通風路３６を経由する上昇気流が発生している。

このとき、モータ３１が駆動されると、外殻２７の内部では、回転軸２８が高速回転し、それにともない回転板２９ａ，２９ｂが高速回転される。そして、液体供給部３０は、高速回転する図１２に示す回転板２９ａの上面の中心付近に水を供給する。回転板２９ａの上面に供給された水は、高速回転による遠心力によって回転板２９ａの中心付近から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２９ａの外周縁から図９（ｂ）に示す接線３７の方向へと高速で吹き飛ばされる。

そして、遠心力によって回転板２９ａの外縁から高速で飛散する水滴の大部分は、回転板２９ａの接線３７とほぼ同じ方向に飛散し、この飛散した水滴が、複数の突出部３２ａの衝突面３８に略直角に衝突するので、放散された液滴がこの衝突によって効果的に破砕され、微細化が促進される。

このように、液体供給部３０から上方の回転板２９ａの上面に供給された水は、この時点で大部分が高速回転により回転板２９ａの接線３７とほぼ同じ方向に飛散し、衝突面３８に衝突して破砕され、微細化されるとともに、外殻２７や複数の突出部３２ａと回転板２９ａとの隙間を通風する通風路３６の空間内で飛散して、この通風路３６を経由する空気、すなわち、送風手段２１ａによって、開口３５ａを介して外殻２７内に送風された暖かい空気と混ざって、微細化状態のまま、開口３５ｂを介して外殻２７から排出され、合流部５０を介して排気口４３へと搬送される。

このように、液体供給部３０から上段の回転板２９ａの上面に供給された水の大部分は、高速回転する回転板２９ａから放散され、複数の突出部３２ａの衝突面３８へ略直角に衝突して、この時点で大部分が効果的に微細化され、このような微細水滴は図９（ｂ）に示す通風路３６を通過する暖かい空気と接触して微細化状態で搬送される。

また、上方の回転板２９ａから遠心力により飛散した水滴のうち、微細化されずに外殻２７の内壁や複数の突出部３２ａの表面に付着した僅かな水滴や、微細化された後に結露した僅かな水滴の大部分は、外殻２７の内部で通風路３６を通過する暖かい上昇気流により、内壁から流れ落ちずに保持されてそのまま乾燥される。

外殻２７内で通風路３６を通過する暖かい上昇気流によっても乾燥されずに、外殻２７の下方の内壁４８や複数の突出部３２ａに付着した僅かな水滴が、上昇気流によっても保持されないときには、貯水部３３に流れ落ちて貯水される。貯水部３３に貯まった僅かな水は、水路３４を介して、貯水部３３の三方向から、下方の回転板２９ｂの上面へと運ばれる。

このように、下方の回転板２９ｂに運ばれた僅かな水も、上方の回転板２９ａと同様に、下段の回転板２９ｂの高速回転の遠心力により回転板２９ｂの接線３７の方向に放散されて、複数の突出部３２ｂの衝突面３８に略直角に衝突することにより、水滴が効果的に破砕されて微細化が促進される。さらに、衝突によって効果的に破砕され、微細化された僅かな水滴は送風手段２１ｂから開口３５ａを介して送風される高温の乾燥空気と接触し、微細化水滴の気化が促進されて、暖かい加湿空気となって通風路３６を上昇する。

すなわち、下方の回転板２９ｂに供給された僅かな水滴も、高速回転による遠心力で外周方向に向かって薄膜状に広がって、回転板２９ｂの外周縁から接線３７の方向へと高速で吹き飛ばされ、吹き飛ばされた微細水滴が複数の突出部３２ｂに同様に衝突して効果的に破砕されるので、水の微細化が促進されて、ほぼ完全に微細化される上、下方の開口３５ａを介して送風された高温の乾燥空気と接触して、微細化された水滴の気化が促進される。

このように、液体微細化ユニット２６の内部で、回転板２９ａ，２９ｂと、複数の突出部３２ａ，３２ｂの衝突面３８で効果的に破砕された微細水滴を含む加湿空気は、下方の開口３５ａから導入される高温の乾燥空気と混じって気化されて、あるいは、微細状態の水滴を含んだ暖かい加湿空気となって、外殻２７の上方の開口３５ｂを介して合流部５０へと排出される。

一方、ファン４６ｂにより、ケーシング４７ｂに吸入された高温の乾燥空気は、液体微細化ユニット２６を経由しないため、水微細化による気化作用が生じないため、高温乾燥状態のまま合流部５０へと送られる。そして、この合流部５０において液体微細化ユニット２６を介して搬送された微細水滴を含む加湿空気と、高温の乾燥空気とが混合されて、排気口４３を介して、サウナ室３９の天井面４０からサウナ室３９の内部へと供給されることとなる。

また、このサウナ運転を中断あるいは停止した場合には、ファン４６ａ，４６ｂと、回転軸２８および回転板２９ａ，２９ｂの回転、および液体供給部３０からの給水が停止する。そのときには、液体供給部３０からそれまでに供給された水は、上方の回転板２９ａおよび下方の回転板２９ｂの高速回転で放散されて、外殻２７の内壁に沿って設けた複数の突出部３２ａ，３２ｂの衝突面３８に略直角に衝突することとなり、この衝突によってほぼすべて効果的に微細化されてしまうこととなる。

以上のような構成と動作によれば、高速回転の遠心力によって回転板２９ａ，２９ｂの外縁から放散されて微細化されるだけでなく、回転板２９ａ，２９ｂの外縁から回転板２９ａ，２９ｂの接線３７方向に飛散する水滴が、回転板２９ａ，２９ｂの外周側に備えた複数の複数の突出部３２ａ，３２ｂの衝突面３８に対して略直角に、衝突され、効果的に破砕されることとなるので効果的に水を破砕することが可能となる上、加熱空気と効果的に混合することが可能となるので、水の微細化効率を向上した液体微細化装置４１を利用したサウナ装置を提供することが可能となる。

すなわち、実施の形態２でも説明したとおり、複数の突出部３２ａ，３２ｂが貯水部３３よりも通風路３６の空間内に突出しているので、衝突面３８で効果的に破砕された微細な水滴が、通風路３６内を通過する暖かい空気と接触しやすくなり、この結果、水滴が複数の突出部３２ａ，３２ｂや外殻２７の表面に付着しにくくなり、衝突による破砕を効果的に、効率良く行うことが可能となるとともに、微細水滴が壁面に付着して結露するのを防ぐことが可能となるので、水の微細化状態を保持したまま外部へ搬送することが可能となり、供給した水の微細化効率を向上して、高性能のサウナ装置を提供することが可能となる。

さらに、液体微細化ユニット２６の外殻２７の通風路３６に暖かい空気を上昇させることで、上段の回転板２９ａから飛散して複数の突出部３２ａに付着した水滴が僅かに残ったとしても、外殻２７の下方の開口３５ａから上方の開口３５ｂへと上昇する通風路３６内で、僅かな非微細化水滴が下方へ流れるのを防止し、通風路３６内でとどめて乾燥させることができるので、非微細化水滴を特別に排出する必要がなく、さらに、仮に微細化されない液体が複数の突出部３２ａ，３２ｂの衝突面３８に付着したり、貯水部３３に温水が残ったりしても、これらは熱交換器４５によって加熱された空気の残熱によって乾燥されるため、液体微細化装置４１から外部へ排出する必要がない。これにより、非微細化水滴の排出のための配管施工を解消することができ、その結果として、施工作業が簡単になるという効果をも奏する。

なお、複数の突出部３２ａ，３２ｂの他の形態として、図１０に示すように、外殻２７の内径を貯水部３３の内径よりも大きく形成して、複数の突出部３２ａ，３２ｂが貯水部３３の内周より回転軸２８の方向に突出する構成とすると、衝突面３８の面積を広く確保できる上、複数の突出部３２ａ，３２ｂの周辺において暖かい空気が通過する通風路３６の通風空間を広く確保することが可能となるので、水の微細化効率を一層向上することが可能となるという効果を奏する。すなわち、衝突面３８と衝突して、効果的に破砕された微細化水滴の飛散可能な空間がより広くなるので、通風路３６を通過する暖かい空気と混合しやすくなり、より多くの微細化水滴をサウナ室３９へ搬送することが可能となり、結果として、供給した水の微細化効率が向上し、十分な加湿空気を提供し、サウナ使用者の快適性を高めることが可能となるという効果を奏する。さらに、複数の突出部３２ａの衝突面に僅かな水滴が付着し、暖かい上昇気流によっても保持され、乾燥されなかったとしても、複数の突出部３２ａの下方にある貯水部３３で回収しやすくなるため、微細化できなかった水滴を効率良く回収して、再度微細化することが可能となり、さらに供給した水の微細化効率を向上するという効果を奏する。

以上のように、本発明の液体微細化ユニットおよび液体微細化装置とそれを用いたサウナ装置は、液体を効率的に微細化することが可能となる、つまり衝突エネルギーを有効に活用することができる。

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、温水だけでなく、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 吸込口
５ 排気口
６ 本体ケース
７ 熱交換器
８ ファンモータ
９ 液体微細化ユニット
１０ ケーシング
１１ ルーバ
１２ 外殻
１３ 回転手段
１４ 給水管
１５ 回転軸
１６ａ 回転板
１６ｂ 回転板
１７ モータ
１８ 中心部
１８ａ 中心部
１８ｂ 中心部
１９ 環状リブ
１９ａ 環状リブ
１９ｂ 環状リブ
２０ 連結リブ
２０ａ 連結リブ
２０ｂ 連結リブ
２１ 液体再供給部
２２ 貯水部
２３ 水路
２４ パイプ
２５ 内壁
２６ 液体微細化ユニット
２７ 外殻
２８ 回転軸
２９ａ 回転板
２９ｂ 回転板
３０ 液体供給部
３１ モータ
３２ａ 突出部
３２ｂ 突出部
３３ 貯水部
３４ 水路
３５ａ 開口
３５ｂ 開口
３６ 通風路
３７ 接線
３８ 衝突面
３９ サウナ室
４０ 天井面
４１ 液体微細化装置
４２ 吸込口
４３ 排気口
４４ 本体ケース
４５ 熱交換器
４６ａ ファン
４６ｂ ファン
４７ａ ケーシング
４７ｂ ケーシング
４７ 衝突面
４８ 下方の内壁
４９ パイプ
５０ 合流部
５１ 突出部衝突面

Claims (13)

1. 吸込ロ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ロと前記排気口とを結ぶ風路に送風手段とを備え、前記本体ケース内に、上下方向に配置した筒状の外殻と、この外殻内に上下方向に向けて配置した回転軸と、この回転軸の軸方向に所定間隔で固定した複数の回転板と、上段の回転板の上面に液体を供給する液体供給部と、前記外殻内の液体を下段の回転板の上面に案内する液体再供給部とを備えた液体微細化ユニットを設け、複数の前記回転板より飛ばされ前記液体が衝突する前記外殻の内壁の衝突面を疎水化処理したことを特徴とする液体微細化装置。
2. 疎水化処理は、疎水化材料を衝突面に練り込むことを特徴とする請求項１に記載の液体微細化装置。
3. 疎水化処理は、疎水化材料で衝突面に覆うようにすることを特徴とする請求項１に記載の液体微細化装置。
4. 外郭の下方の内壁を、親水化処理したことを特徴とする請求項１に記載の液体微細化裝置。
5. 親水化処理を、親水化材料を内壁に練り込むことを特徴とする請求項４に記載の液体微細化装置。
6. 親水化処理を、親水化材料を内壁に覆うようにすることを特徴とする請求項４に記載の液体微細化装置。
7. 衝突面を、外殻の内壁に、回転軸に向けて突出する複数の突出部を設け、複数の前記突出部は、複数の前記回転板の回転方向に対向する面が複数の前記回転板の接線方向に対して略直交する突出部衝突面としたことを特徴とする請求項１に記載の液体微細化装置。
8. 液体再供給部は、筒状の外殻の内壁に環状に設けた貯水部を有し、複数の突出部は、前記貯水部よりも回転軸の軸方向に突出する構成としたことを特徴とする請求項１に記載の液体微細化装置。
9. 筒状の外殻の上方および下方に開口を備え、前記外殻の内壁と複数の回転板との隙間を通風可能な構成としたことを特徴とする請求項１に記載の液体微細化装置。
10. 複数の突出部は、複数の回転板の外周に沿って配置したことを特徴とする請求項１、７〜９のいずれかに記載の液体微細化装置。
11. 複数の突出部は、複数の回転板の外周に略均等な間隔で配置したことを特徴とする請求項１、７〜１０のいずれかに記載の液体微細化装置。
12. 吸込ロと排気ロとを結ぶ風路に、加熱手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の液体微細化装置。
13. サウナ室の天井部に、請求項１２に記載の液体微細化装置を設けたサウナ装置。

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