JP2011115053A

JP2011115053A - 加熱式噴霧器

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Publication number: JP2011115053A
Application number: JP2009273190A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Yamamoto; 和央山本; Toshio Sasaki; 利男佐▲崎▼
Original assignee: Hosiden Corp
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: JP5227294B2

Abstract

【課題】液体を霧化してこれを噴霧することのできる加熱式噴霧器を提供する。
【解決手段】液体を含浸して保持する保持体４１を収容する第１収容体と、発熱体３６を支持する発熱体支持部３０と、エアポンプ２０と、第２収容体１０を含む。発熱体支持部３０は筒状に構成されており、発熱体支持部３０の一方の端部に発熱体３６が配置され、第１収容体は、着脱可能且つ装着状態では保持体４１が発熱体３６と接触しないように、発熱体支持部３０の一方の端部に取り付けられる。エアポンプ２０が送り出す気体は発熱体支持部３０の他方の端部から発熱体支持部３０の内部空間に送り込まれ、さらに、発熱体支持部３０の一方の端部から送り出される当該気体が、発熱体３６の発熱により得られる液体の蒸気を吹き払う。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば駆虫薬剤や芳香剤などの液体を加熱して噴霧する加熱式噴霧器に関する。

駆虫薬剤や芳香剤などの液体を加熱して蒸散する加熱式蒸散器の一例として、特許文献１に開示される加熱式蒸散器を挙げることができる。この加熱式蒸散器は、発熱体の発熱により生じる上昇熱気流を送風機で増速し、当該上昇熱気流が薬剤を含浸保持する薬剤保持体の表面に沿って流れることで、薬剤保持体の表面を加熱して薬剤を蒸散させるものである。

また、加熱式蒸散器に準ずる例として、超音波霧化器や静電霧化器などが知られている（例えば、特許文献２、３参照）。

特開２００６−００６１８４号公報特開平０５−０３１４２１号公報特開２００５−２９６７５３号公報

超音波霧化器や静電霧化器は、液体を超音波や高電圧で微粒子化して放散するため、加熱により液体を気化させた場合に比べてその粒子径が大きい、つまり十分に霧化できない。また、超音波霧化器や静電霧化器は、超音波発生機構や高電圧印加機構に或る程度の規模が必要であり霧化器全体の小型化が難しい。
また、上記特許文献１に開示されるような加熱式蒸散器は、加熱方式であるため液体を十分に霧化することができるが、霧化した薬剤を上昇熱気流により蒸散するため、霧化した薬剤を噴霧するという機能を持っていない。

そこで本発明は、液体を霧化してこれを噴霧することのできる加熱式噴霧器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の加熱式噴霧器は、次の構成とされる。即ち、液体を含浸して保持する保持体を収容する第１収容体と、通電により発熱する発熱体と、発熱体を支持する発熱体支持部と、エアポンプと、発熱体支持部とエアポンプを収容する第２収容体とを含み、発熱体支持部は筒状に構成されており、発熱体支持部の一方の端部に発熱体が配置され、第１収容体は、着脱可能且つ装着状態では保持体が発熱体と接触しないように、発熱体支持部の一方の端部に取り付けられ、エアポンプが送り出す気体は発熱体支持部の他方の端部から発熱体支持部の内部空間に送り込まれ、さらに発熱体支持部の一方の端部から送り出される当該気体が、発熱体の発熱により得られる液体の蒸気を吹き払うように構成されている。

小型化の観点からは、エアポンプはダイアフラムポンプであることが好ましい。

また、発熱体支持部は、発熱体と触れないように発熱体の周囲に、毛細管現象によって上記液体を輸送する液体輸送具を備えていてもよい。これにより液体の気化が効率よく進む。

本発明によれば、エアポンプが送り出す気体で発熱体の発熱により得られる液体の蒸気を吹き払うため、当該蒸気を加熱式噴霧器の外側へ噴霧することができる。

（ａ）実施形態に係る加熱式噴霧器の正面図。（ｂ）この加熱式噴霧器のＡ１−Ａ１断面図。（ａ）図１に対応する加熱式噴霧器の背面図。（ｂ）右側面図。（ｃ）底面図。（ｄ）平面図。図１に対応する加熱式噴霧器の分解斜視図。発熱体支持部の分解斜視図。（ａ）発熱体支持部の平面図。（ｂ）組立斜視図。（ｃ）側面図。（ｄ）この発熱体支持部のＥ１−Ｅ１断面図。液体輸送具を外した状態での発熱体支持部の斜視図。（ａ）発熱体支持部に第１収容体を取り付けた状態の正面図。（ｂ）Ｂ１−Ｂ１断面図。（ｃ）平面図。（ｄ）底面図。（ａ）第１収容体の正面図。（ｂ）この第１収容体のＣ１−Ｃ１断面図。（ｃ）底面図。（ｄ）この第１収容体のＤ１−Ｄ１断面図。

図面を参照しながら、この発明の実施形態を説明する。各図面において対応する部分については、同一の参照符号をつけて重複説明を省略する。

本発明の実施形態の一例である加熱式噴霧器１００を図１−図３に示す。加熱式噴霧器１００は、液体を含浸して保持する保持体４１を収容する第１収容体４０と、通電により発熱する発熱体３６と、発熱体３６を支持する発熱体支持部３０と、エアポンプ２０と、少なくとも発熱体支持部３０とエアポンプ２０を収容する第２収容体１０を含む。

この実施形態の第２収容体１０は、大小各一つの開口部を有する漏斗状の形状を持つ外装部１０１と、円板状の形状を持つ蓋部１０２を含む。外装部１０１では、外装部１０１の小さい開口部から内部空間に向けて円筒体１０１ａが形成されている。蓋部１０２は、外装部１０１の大きい開口部を塞ぐように外装部１０１に取り付けられている。この実施形態では、蓋部１０２を底面として加熱式噴霧器１００を使用することを想定している。

外装部１０１の側壁には、二つの貫通孔が設けられており、一方の貫通孔には商用電源の交流電力がＡＣ−ＤＣアダプタ（図示しない）により変換された直流電力を供給するためのプラグを受けるプラグ受け１０５が嵌め込まれており、他方の貫通孔にはロッカースイッチ１０６が嵌め込まれている。なお、商用電源を動力源とするのではなく、１次電池や２次電池を動力源としてもよく、この場合、プラグ受け１０５もそのための貫通孔も不要である。また、スイッチをロッカースイッチ１０６に限定する趣旨ではなく、これに替えて、その他のスイッチ（タクティルスイッチ、押しボタンスイッチ、トグルスイッチなど）を用いてもよい。

蓋部１０２によって大きい開口部を塞がれた外装部１０１の内部空間には、昇圧レギュレータなどが搭載された電源回路基板１０９や発振回路基板１０８が固定して収められている。電源回路基板１０９と、発熱体３６や発振回路基板１０８とはリード線６０で結ばれており、電源回路基板１０９は、ロッカースイッチ１０６がＯＮ状態になった時に、電力を発熱体３６や発振回路基板１０８に供給する。

蓋部１０２によって大きい開口部を塞がれた外装部１０１の内部空間には、蓋部１０２のほぼ中央部、つまり外装部１０１の小さい開口部の下方にエアポンプ２０が固定して置かれている。エアポンプ２０は、加熱式噴霧器１００を小型化する観点から、ダイアフラムポンプ（diaphragm pump）であることが好ましい。ダイアフラムポンプには、ダイアフラムの振動に伴うポンプ室の圧力変化により、吸気口から吸い込まれたポンプ室内の空気を吐出口２１から送り出す構成を持つものや、あるいは、ポンプ室に連接されたベンチュリ管部において上記圧力変化により発生するベンチュリ効果を利用して、ベンチュリ管部に連接された流路から吸い込んだ空気をその吐出口２１から連続的に送り出す構成を持つものなどがある。後者のダイアフラムポンプの例として参考特許文献１，２が挙げられる。なお、ダイアフラムに振動を与える機構には、交流電力による電磁力によるもの、モーターにより駆動されるクランクの往復運動によるもの、圧電素子の振動によるものなどが知られている。加熱式噴霧器１００を小型化する観点から、ダイアフラムに振動を与える機構として圧電素子の振動によるものが好ましい。ダイアフラムに取り付けられた圧電素子には、発振回路基板１０８から電圧が供給される。
（参考特許文献１）特開２００９−０９７３９３号公報
（参考特許文献２）特開２００９−０９７４１４号公報

この実施形態では、エアポンプ２０の吐出口２１はシリコンチューブ２２の一端に嵌め込まれており、シリコンチューブ２２の他端には樹脂製パイプ２３の一端が嵌め込まれている。

次に、発熱体支持部３０は、例えばコイル状電熱器とされる発熱体３６、第１の筒状体３１、第２の筒状体３４、発熱体３６を固定する発熱体固定具３５、液体輸送具３８を含み、筒状に構成されている（図４−図６参照）。

第１の筒状体３１は、中央に貫通孔（以下、中央貫通孔という）３１ｄを有する肉厚円筒形状を持つ。具体的には、第１の筒状体３１は、内径は等しいが外径が異なる二つの円筒部３１ａ，３１ｂを両者の中心軸（両者の貫通孔が伸びる方向）を一致させるように組み合わせた形状である。なお、説明の都合、小なる外径を持つ円筒部３１ａと大なる外径を持つ円筒部３１ｂの二つの部品から第１の筒状体３１が構成されるように説明したが、通常は第１の筒状体３１は例えば耐熱性樹脂をモールド成型などで成形して得られる一つの部品である。円筒部３１ｂの肉厚円筒壁部は、中央貫通孔３１ｄと平行な二つの貫通孔３１ｃを有する。この二つの貫通孔３１ｃはリード線６０が通されるための貫通孔である。

第２の筒状体３４は例えば金属で形成された円筒状の形状を持ち、この外径は円筒部３１ｂの外径よりも小とされている。また、第２の筒状体３４の内径は、第２の筒状体３４を第１の筒状体３１に両者の中心軸（両者の貫通孔が伸びる方向）を一致させるように取り付けたときに、円筒部３１ｂに設けられた二つの貫通孔３１ｃを含むことのできる長さとされている。なお、第２の筒状体３４は、例えばインサート成型や接着剤により第１の筒状体３１に取り付けられる。

発熱体固定具３５は、例えばセラミックスで形成され、略直方体状の形状を持つ。発熱体固定具３５の長手方向の一端面からこれに対向する端面に向けて貫通孔３５ｄが設けられている。また、長手方向と直交する方向の一方平面壁部とこれに対向する他方平面壁部はそれぞれ長手方向に沿って並ぶ二つの貫通孔３５ａ，３５ｂを有する。貫通孔３５ａは発熱体３６を保持するためのものであり、貫通孔３５ｂはリード線６０を通すためのものである。発熱体３６の両端は二つの貫通孔３５ａに嵌め込まれており、これにより発熱体３６は発熱体固定具３５にしっかりと固定されている。発熱体３６からのリード線６０は、発熱体固定具３５の貫通孔３５ｄを通り、途中で貫通孔３５ｂを抜けて発熱体固定具３５の外側へと導かれている。貫通孔３５ａ，３５ｂを有する上記両平面壁部の外幅は、円筒部３１ｂに設けられた二つの貫通孔３１ｃの開口間距離よりも短い。また、長手方向と直交する方向の一方壁部とこれに対向する他方壁部であって、貫通孔３５ａ，３５ｂが設けられていない両壁部の外面は、第２の筒状体３４の内壁面に合うように曲面成形されている。

発熱体３６が取り付けられた発熱体固定具３５は、円筒部３１ｂに設けられた二つの貫通孔３１ｃを塞がないように、第２の筒状体３４の内部空間に収められている。つまり、発熱体固定具３５が上述の形状を持つ故に、貫通孔３５ａ，３５ｂを有する上記両平面壁部と第２の筒状体３４の内壁面との間に二つの空間ができるので、これら空間に円筒部３１ｂに設けられた二つの貫通孔３１ｃが連通するように位置決めされて、発熱体固定具３５は第２の筒状体３４の内部空間に収められている。なお、この状態では、第１の筒状体３１の中央貫通孔３１ｄと第２の筒状体３４の貫通孔３５ｄが連通している。発熱体固定具３５を第２の筒状体３４の内部空間内で固定させる方法としては接着剤による接合方法が考えられるが、敢えて固定させる必要は無く、例えば、リード線６０を余長処理して緩みを少なくし、曲面成形された発熱体固定具３５の両壁部の外幅を第２の筒状体３４の内径に合うように設計することで、発熱体固定具３５の脱落や、発熱体固定具３５が第２の筒状体３４の内部空間内で徒に回転してしまうことを防止できる。

液体輸送具３８は、例えば金属繊維がメッシュ状に編まれたシートを折り返し屈撓成形されたものであり、このため液体輸送具３８は毛細管現象によって上記液体を輸送する機能と熱伝導性を持つ。液体輸送具３８はその両端部で挟み込むように発熱体固定具３５の端部（発熱体３６に近い端部）に固定されている。この状態では、貫通孔３５ａ，３５ｂを有する発熱体固定具３５の上記両平面壁部と第２の筒状体３４の内壁面との間にできる二つの空間に液体輸送具３８の両端部が入り込んでいるから、液体輸送具３８が発熱体固定具３５の貫通孔３５ｂを覆わないように、液体輸送具３８は発熱体固定具３５に取り付けられる（図５参照）。また、液体輸送具３８の中央部位、つまり、液体輸送具３８が発熱体固定具３５に取り付けられた状態で発熱体３６に対面する部位は、第２の筒状体３４の端部よりも外側に突出している。また、この状態では、液体輸送具３８は、発熱体３６（より詳しくはリード線６０）と触れないように発熱体３６の周囲に配置されている（図５参照）。

このような発熱体支持部３０は外装部１０１の円筒体１０１ａに収容固定され、この状態では、第１の筒状体３１の中央貫通孔３１ｄに樹脂製パイプ２３の他端が挿入されている（図１参照）。また、第１の筒状体３１の円筒部３１ｂの外径は外装部１０１の円筒体１０１ａの内径にほぼ等しいため、発熱体支持部３０が円筒体１０１ａ内部で遊ぶことがない。なお、この状態では、シリコンチューブ２２の内部空間が、樹脂製パイプ２３の内部空間を介して、第１の筒状体３１の中央貫通孔３１ｄと連通している。

第１収容体４０は、有底円筒状の形状を持つ筒体４５と円筒部材４２を含む（図７、８参照）。筒体４５の底部４５ｐの中央部に貫通孔４５ｃが設けられている。筒体４５の内部空間には、その開口部から筒体４５の内径よりも小さい外径を持つ円筒部材４２が挿入されて収められている。円筒部材４２は、その一方の端部に近い位置にてその内部空間に隔壁板４２ａが設けられた略円筒状の形状を持つ。隔壁板４２ａはその中央部に貫通孔４２ｂを有する。円筒部材４２は、その側壁部に外側に突出する凸部４２ｄを有し、また、筒体４５の内壁の一部が狭まっていることで、円筒部材４２と筒体４５とが圧接し、円筒部材４２は筒体４５の内部空間に固定されている。なお、円筒部材４２が筒体４５の内部空間に固定された状態では、筒体４５の開口端部と、円筒部材４２の端部（筒体４５の底部４５ｐから離れた側の端部）とは十分な距離が保たれているとする。この筒体４５の開口端部と円筒部材４２の端部との間に在る筒体４５の内部空間を内部空間Ｘと呼称することにする。

円筒部材４２の内部空間は、隔壁板４２ａによって大小二つの空間に分けられており、大きい方の内部空間Ｃには、液体を含浸して保持する保持体４１が収容されている。液体としては、例えば駆虫薬剤、芳香剤、蒸留水など揮発性を有する液体が挙げられる。保持体４１としては、例えばスポンジや吸水シートなどが挙げられる。

円筒部材４２の小さい方の内部空間を囲む円筒部材４２の側壁には、貫通孔（スリットなどでもよい）４２ｃが設けられている。このため、円筒部材４２が筒体４５の内部空間に固定された状態では、内部空間Ｘは、筒体４５の内壁面と円筒部材４２の外壁面との間に生じている空間４５ｄと、貫通孔４２ｃと、筒体４５の底部４５ｐと円筒部材４２の隔壁板４２ａとの間に生じる空間４５ｅと、底部４５ｐの貫通孔４５ｃを介して、加熱式噴霧器１００の外側空間に連通している。また、円筒部材４２の大きい方の内部空間Ｃは、隔壁板４２ａの貫通孔４２ｂと、空間４５ｅと、貫通孔４５ｃを介して、加熱式噴霧器１００の外側空間に連通している。

このような第１収容体４０は、その内部空間Ｘに発熱体支持部３０の第２の筒状体３４を収容するように、発熱体支持部３０に脱着可能に取り付けられる（図７参照）。この状態では、発熱体支持部３０の液体輸送具３８は保持体４１と接触するが、発熱体３６は、液体輸送具３８により保持体４１と接触しない。また、第１収容体４０は発熱体支持部３０に脱着可能に取り付けられるため、第１収容体４０の交換が容易である。

次に、加熱式噴霧器１００の動作を説明する。ロッカースイッチ１０６がＯＮ状態にされると、電力源（商用電力や電池など）からの電力が電源回路基板１０９に供給され、電源回路基板１０９から発振回路基板１０８と発熱体３６に通電する。発振回路基板１０８は、エアポンプ２０のダイアフラムに取り付けられた圧電素子を制御し、ダイアフラムが振動することで、エアポンプ２０の吐出口２１から気体（空気）が送り出される。また、発熱体３６は通電により発熱する。

発熱体３６を熱源として、発熱体３６に比べて広い面積を持つ液体輸送具３８が熱放射により加熱される。ところで、液体輸送具３８が保持体４１に接触しているため、保持体４１に含浸される液体は毛細管現象により液体輸送具３８に沿って移動する。この液体輸送具３８に沿って移動した液体が、液体輸送具３８からの熱伝導ないし発熱体３６からの熱放射により効率的に加熱され、液体が気化する。この蒸気は、液体の種類などにもよるが、粒子径が３〜５μm程度の霧状であり、発熱体固定具３５の貫通孔３５ｄに充満していく。

ところで、エアポンプ２０の吐出口２１から送り出された気体は、シリコンチューブ２２の内部空間、樹脂製パイプ２３の内部空間、第１の筒状体３１の中央貫通孔３１ｄ、発熱体固定具３５の貫通孔３５ｄを、この順で通り抜け、発熱体固定具３５の貫通孔３５ｄに充満している蒸気を吹き払う。吹き払われた蒸気は、第１の流路として、空間４５ｄ、貫通孔４２ｃ、空間４５ｅ、底部４５ｐの貫通孔４５ｃを、この順で通り抜け、加熱式噴霧器１００の外側空間へと噴き出されることとなる。また、吹き払われた蒸気は、第２の流路として、隔壁板４２ａの貫通孔４２ｂ、空間４５ｅ、底部４５ｐの貫通孔４５ｃを、この順で通り抜け、加熱式噴霧器１００の外側空間へと噴き出されることとなる。ただし、第２の流路は、例えば吸水シートや薬液含浸シートなどのシート状の保持体４１が渦巻状に畳まれている場合のように、円筒部材４２の大きい方の内部空間に保持体４１が収容されている状態にて当該内部空間に気体が通り抜けられる流路が確保されている場合に成立するのであり、保持体４１の種類や形状などによっては、第２の流路が成立しない場合もある。このような場合であっても第１の流路により、蒸気は加熱式噴霧器１００の外側空間へと噴き出されることとなる。

また、エアポンプ２０から気体を連続して吐出するのではなく、発振回路基板１０８の制御により、気体を間欠吐出してもよい。これにより発熱体３６の温度低下を低減することができる。

以上の実施形態の他、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

Claims

液体を含浸して保持する保持体を収容する第１収容体と、
通電により発熱する発熱体と、
上記発熱体を支持する発熱体支持部と、
エアポンプと、
上記発熱体支持部と上記エアポンプを収容する第２収容体と
を含み、
上記発熱体支持部は筒状に構成されており、
上記発熱体支持部の一方の端部に上記発熱体が配置され、
上記第１収容体は、着脱可能且つ装着状態では上記保持体が上記発熱体と接触しないように、上記発熱体支持部の上記一方の端部に取り付けられ、
上記エアポンプが送り出す気体は上記発熱体支持部の他方の端部から上記発熱体支持部の内部空間に送り込まれ、さらに、上記発熱体支持部の上記一方の端部から送り出される当該気体が、上記発熱体の発熱により得られる上記液体の蒸気を吹き払うように構成された
加熱式噴霧器。
請求項１に記載の加熱式噴霧器であって、
上記エアポンプはダイアフラムポンプである
ことを特徴とする加熱式噴霧器。
請求項１または請求項２に記載の加熱式噴霧器であって、
上記発熱体支持部は、上記発熱体と触れないように上記発熱体の周囲に、毛細管現象によって上記液体を輸送する液体輸送具を備えている
ことを特徴とする加熱式噴霧器。