JP2012200639A - 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、液体微細化装置を後付で容易に設置することができることを目的とする。
【解決手段】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と前記排気口５間の風路内に設けた液体微細化手段９と、この液体微細化手段９と熱交換器７およびファンモータ８を制御する制御手段を備え、液体微細化手段９は、液体を移送させるポンプ３５と、ポンプ３５と接続し上方の回転板２０ａに前記液体を供給する給水管１４と、前記液体が保管されている本体ケース６内に設けた液体保管容器３６から前記液体をポンプ３５へ供給するポンプ給水管３７とを設けたことを特徴とする液体微細化装置。
【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、下記特許文献１参照）。

特開平４−１１８０６８号公報

上記従来例で課題となるのは、液体の利用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、回転する円板の上面に液体を一定供給しているが、このように、液体を一定供給すると、サウナ室の湿度状態に関わらず常に一定の微細化させた液体を供給してしまい、特にサウナ室が高湿の場合には、過加湿状態となり微細化させた液体が壁面等で結露し、結局サウナ室内から排水され、液体微細化装置に無駄な水を供給することになってしまう。言い換えれば、液体の利用効率が低いという課題があった。

また、回転する円板の上面に液体を一定供給しているが、新たにミスト発生装置を設置した場合液体を一定供給する設備を新たに設けないといけないことになってしまう。言い換えれば、ミスト発生装置を後付で設置しにくいという課題があった。

そこで本発明は、液体微細化装置に無駄な水を供給せず液体の利用効率を向上しつつ、液体微細化装置を後付で容易に設置することができ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、吸込口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口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段を備え、前記液体微細化手段は、垂直方向に配置され、上方開口部および下方開口部を有する筒状の経路と、この筒状の経路内に設けた回転手段と、この回転手段に液体を供給する液体供給手段と、前記筒状の経路の下部に設けた貯水部を有し、前記回転手段は、上下方向に向けて配置した回転軸と、この回転軸を回転させる回転モータと、前記回転軸に固定されるとともに前記貯水部から水を吸上げる揚水管と、この揚水管の外周面に上下方向に所定間隔で固定された回転板とを有し、前記送風手段は、羽根車とこの羽根車を回転させるファンモータと、前記羽根車を内包するファンケーシングを有し、前記制御手段は、前記液体供給手段から前記上方の回転板上への液体供給と、前記回転モータの回転と、前記加熱手段および前記送風手段の運転とを制御する制御部とを備え、前記液体供給手段は、前記液体を移送させるポンプと、前記ポンプと接続し上方の回転板に前記液体を供給する給水管と、前記液体が保管されている前記本体ケース内に設けた液体保管容器から前記液体を前記ポンプへ供給する供給管とを設けたものである。

また、吸込口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口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段とを備え、前記液体微細化手段は、垂直方向に配置され、上方開口部および下方開口部を有する筒状の経路と、この筒状の経路内に設けた回転手段と、前記筒状の経路の下部に設けた貯水部と、この貯水部内に液体を供給する液体供給手段とを有し、前記回転手段は、上下方向に向けて配置した回転軸と、この回転軸を回転させる回転モータと、前記回転軸に固定されるとともに前記貯水部から水を吸上げる揚水管と、この揚水管の外周面に上下方向に所定間隔で固定された回転板とを有し、前記送風手段は、羽根車と、この羽根車を回転させるファンモータと、前記羽根車を内包するファンケーシングを有し、前記制御手段は、前記液体供給手段から前記貯水部への液体供給と、前記回転モータの回転と、前記加熱手段および前記送風手段の運転とを制御する制御部とを備え、前記液体供給手段は、液体を移送させるポンプと、前記ポンプと接続し前記貯水部に前記液体を供給する給水管と、前記液体が保管されている前記本体ケース外に設けた液体保管容器から前記液体を前記ポンプへ供給する供給管とを設けたものである。

このことにより、上記目的を達成している。

以上のように、本発明は、液体供給手段を液体保管容器から液体をポンプによって液体微細化手段に供給することにより、液体微細化装置を後付で容易に設置することができる。

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垂直断面の構成図 （ａ）同揚水管の側面を示す構成図、（ｂ）同揚水管の構成を示す斜視図、（ｃ）同揚水管のＡ−Ａ断面を示す構成図、（ｄ）同揚水管のＢ−Ｂ断面を示す構成図 貯水部に設けた２種類の水位検知手段を示す構成図 本発明の実施の形態２における液体微細化装置を用いたサウナ装置の斜視図

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。

（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。

以下、本実施の形態では、微細化する液体を水として説明する。

液体微細化装置３は、図２に示すように、下面に吸込口４と排気口５を有する箱状の本体ケース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から液体微細化手段９へ通じる風路は、ファンケーシング１０により形成され、液体微細化手段９と排気口５の間に補助熱交換器１１を設けている。

液体微細化手段９は、垂直方向に配置され、上方開口部および下方開口部を有する筒状の経路１２と、この筒状の経路１２の内部に設けた回転手段１３と、この回転手段１３に水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、給水管１４は、本体ケース６内に設けたポンプ３５に接続し、また、ポンプ３５は、水を保管している同じく本体ケース６内に設けた液体保管容器３６にポンプ給水管３７を介して接続している。

そして、給水管１４の先端は、後述する回転板２０ａの回転部分に対して回転軸１９よりに配置している。

回転手段１３は、上下方向に向けて配置した回転軸１９と、この回転軸１９の軸方向に、回転軸１９を中心として回動する複数の回転板２０ａ，２０ｂ、２０ｃを、上下方向に所定間隔で固定して設けている。

本実施の形態では、回転軸１９の上方から下方へ回転板２０ａ、回転板２０ｂ、回転板２０ｃと３枚の回転板を設ける構成とする。

回転手段１３の上部には、回転軸１９を駆動するための回転モータ２１を備え、回転手段１３の下部には、回転板２０ａ、回転板２０ｂ、回転板２０ｃと一体に形成された、逆円錐状の揚水管２２を上下方向に備えている。

回転板２０ａ、回転板２０ｂの間、および回転板２０ｂ、回転板２０ｃの間には、揚水管２２で揚水した水を下方の回転板２０ｂ、回転板２０ｃへ落下させる当て板２３を環状に設け、筒状の経路１２の内壁からの複数の支持棒２４で支持されている。

揚水管２２は、図３に示すように、揚水した水を回転による遠心力で噴出させる水平方向に長い開口２５（２５ａ、２５ｂ）を各回転板２０ａと２０ｂ、２０ｂと２０ｃの間に２個ずつ設け、各回転板の間で水を噴出させる方向が異なるように、開口２５の位置を周方向にずらしている。

また、（ｃ）、（ｄ）に示すように、回転板３枚の場合、一つの開口２５ａ（２５ｂ）の中心角θは９０度で、この角度は周方向にずらしているため、４つの開口２５により、揚水した水を３６０度全周に噴出させることができる。

また、図２に示すごとく、筒状の経路１２の下部には貯水部２６を有水できない水量、すなわち微細化運転終了時の貯水部２６の貯水量が少なくなるよう、筒状の経路１２の下部は、例えば逆台形の形状（下方に凸）としている。

また、温度検知手段として、筒状の経路１２の下部開口に温度センサ２７ａ、筒状の経路１２の上部開口に温度センサ２７ｂが設けられている。

また、図４に示すように、貯水部２６には、貯水する水の量を検知する貯水量調整用フロート３８と貯水する水の量が規定値オーバーを検知する水位異常検知用フロート３９を設けており、水位異常検知用フロート３９は、貯水量調整用フロート３８よりも上方に配置している。

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３１を介し、図２に示す熱交換器７に温水が供給される。そして、液体保管容器３６に水を補給する。水は温かくても冷たくても良いが、温かい方がいいのは言うまでもない。水を補給した液体保管容器３６は、本体ケース６内に設置し、後述するポンプ給水管を差し込む。そして、給水管１４へは、ポンプ給水管３７より液体保管容器３６に保管している水が供給される。給水管１４に供給される水は、ポンプ３５によって設定されたきわめて少量であって、回転モータ２１が駆動されるまでは、給水管１４から排出されていない。

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を介してサウナ室１内の空気を吸い込み、吸い込まれた空気はファンケーシング１０内を通過し、通過した空気は熱交換器７によって加熱され、加熱された空気は、筒状の経路１２へと送られる。

一方、回転モータ２１が駆動されると、回転軸１９が高速回転し、それにともない回転板２０ａおよび回転板２０ｂが高速回転される。

このとき、給水管１４は、高速回転する上方の回転板２０ａの上面の回転軸１９に近い位置に、ポンプ３５で設定された流量の水を供給する。上方の回転板２０ａ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２０ａの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。

このように、遠心力で飛散した水滴は、筒状の経路１２の内壁に衝突して破砕され、水の微細化が促進される。

そして、給水管１４から上方の回転板２０ａの上面に供給された水は、この時点で大部分が微細化され、前述の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２０ａ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経路１２の内壁に付着したわずかな水滴や、微細化された後に内壁において結露した微量の水滴は、筒状の経路１２の内壁を伝って、貯水部２６に流れ落ち、貯水される。

このとき、貯水部２６の上方では揚水管２２が回転しており、貯水部２６の貯水量が増え、水面が揚水管２２の下端に近づくと、貯水部２６の貯水は水面上の空気と一緒に巻き上げられ、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動していく。

すなわち、この揚水管２２は、上述のごとく逆円錐状となっているので、内部には吸引力が働くようになっている。このため、貯水部２６の貯水は水面上の空気と一緒に巻き上げられ、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動していく。

そして、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動した水は、まず、図３に示すごとく、回転板２０ｂ、回転板２０ｃの間の開口２５ｂから回転による遠心力で噴出し、図２に示すごとく、環状に設けられた当て板２３に当たり、回転板２０ｃへ落下する。

回転板２０ｃへ落下した水は、上方の回転板２０ａの上面に供給された水と同様に、高速回転による遠心力によって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２０ｃの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。

このように、遠心力で飛散した水滴は、筒状の経路１２の内壁に衝突して破砕され、水の微細化が促進される。

また揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動し、開口２５ｂから噴出しなかった水は、回転板２０ａ、回転板２０ｂの間の開口２５ａから回転による遠心力で噴出し、環状に設けた当て板２３に当たり、回転板２０ｂへ落下する。

回転板２０ｂへ落下した水は、上方の回転板２０ａの上面に供給された水と同様に、高速回転による遠心力によって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２０ｂの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。

このように、遠心力で飛散した水滴は、筒状の経路１２の内壁に衝突して破砕され、水の微細化が促進される。

このとき揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動する水は、回転モータ２１が高速回転しているため、螺旋状に旋回して上方へ移動するのではなく、内壁全周において略均一な状態で真上に移動していく。

すなわち、各回転板の間に２個ずつ設けられた水平方向に長い開口２５の位置を周方向で同じ位置に設けた場合、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動してきた水は最初の開口２５ｂから噴出し、上側の開口２５ａへは水が上がって来なくなるため、前述の図３で説明したように、各回転板２０ａ〜２０ｃの間で水を噴出させる方向が異なるように、開口２５の位置を周方向にずらしている。

このように、揚水管２２で揚水した水も、上方の回転板２０ａに供給した水と同様、ほとんど全て微細化され、加熱された暖かい空気と混ざって蒸気の状態となって上方の開口から排出されるが、一部は微細化されずに筒状の経路１２の内壁に付着したわずかな水滴や、微細化された後に内壁において結露した微量の水滴となり、筒状の経路１２の内壁を伝って、図２に示すごとく貯水部２６に流れ落ち、貯水される。

一方、回転板２０ａおよび回転板２０ｂ、２０ｃの高速回転によって微細化された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からサウナ室１の内部へ蒸気として供給される。

このとき、揚水管２２で揚水した水も、上方の回転板２０ａに供給した水と同様、ほぼ完全に微細化されるためには、給水管１４から高速回転する上方の回転板２０ａの上面に供給する水の量が問題となる。すなわち、回転板２０ａ〜２０ｃの枚数や回転モータ２１の回転数等により決定される、液体微細化手段９の微細化能力により、微細化できる水の量は設定され、たとえば３０ｃｃ／ｍｉｎである。

一方、ポンプ３５は水温や水圧により流量にバラツキを生じるため、貯水部２６での貯水量及び揚水管２２での揚水量にバッファ機能を持たせており、例えば、ポンプ３５から３０ｃｃ／ｍｉｎ以上供給された場合には、当初バッファ量を増やしつつ、微細化水量も増加し、定常状態ではポンプ３５からの供給水量と微細化水量がほぼ同じとなる。

すなわち、通常のサウナ運転時、定常状態ではポンプ３５からの供給水量と微細化水量がほぼ同じとなり、サウナ室１への加湿量も安定している。

次に、サウナを使用して次回使用する場合について説明する。

図４に示すように、前回使用した水が貯水部２６に残っているが、この水の量を貯水量調整用フロート３８によって検知する。詳しくは、貯水量調整用フロート３８には、上方側に上限を検知する停止検知点、下方側すなわち水が貯水されている方に下限を検知する供給検知点を設定し、もし残っている水の量が供給検知点以下の場合は、図２示す給水管１４より水を供給し、停止検知点で検知されるまで供給する。その後、上述のように、回転モータ２１が作動し回転軸１９を作動させ、揚水管２２や回転板２０ａ〜２０ｃを作動させ、水の微細化を行っていく。

また、残っている水の量が停止検知点以上の場合は、図２に示す給水管１４による水の供給はせず、上述のように、回転モータ２１が作動し回転軸１９を作動させ、揚水管２２や回転板２０ａ〜２０ｃを作動させ、水の微細化を行っていく。

ここで、もし図４に示す水位異常検知用フロート３９が検知した場合は、上述のような図２に示す回転モータ２１が作動し回転軸１９を作動させ、揚水管２２や回転板２０ａ〜２０ｃを作動させ、水の微細化を行っていく過程には進まず、使用者に異常を知らせ点検の催促を促すようにする。

次に、サウナ使用している場合について説明する。

（実施の形態２）
実施の形態１と同じ構成には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施の形態１と違うところは、水を保管する液体保管容器３６を、本体ケース６外に設けたことと、給水管１４の先端を、貯水部２６よりに配置していることである。

このような構成にすることにより、液体保管容器３６を予め決められたところに設置しておけるので、例えば液体保管容器３６を屋外に設置し、そこへ業者が水を定期的補給すようにさせる等、利便性を高めることができる。

また、液体保管容器３６を本体ケース６内に設けないことにより、その分、本体ケース６を小型化することができ、コンパクトで軽量な液体微細化装置およびサウナ装置にすることができるので、例えば今までは２人で天井に設置したことを１人で容易に天井に設置することができようになるので、施工性を向上させることができる。

その他、水を微細化する等の作用・効果は、実施の形態１と同様である。

以上のように、本発明の液体微細化装置は、給水管への給水を別途保管容器によって貯水された水で行うことにより、水の供給を自由に設定することができ、結果として、液体微細化装置を後付で容易に設置することができる、という効果を奏する。

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、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 液体微細化手段
１０ ファンケーシング
１１ 補助熱交換器
１２ 筒状の経路
１３ 回転手段
１４ 給水管
１９ 回転軸
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 回転板
２１ 回転モータ
２２ 揚水管
２３ 当て板
２４ 支持棒
２５、２５ａ、２５ｂ 開口
２６ 貯水部
２７ａ、２７ｂ 温度センサ
３１ パイプ
３５ ポンプ
３６ 液体保管容器
３７ ポンプ給水管
３８ 貯水量調整用フロート
３９ 水位異常検知用フロート

Claims (6)

1. 吸込口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口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段を備え、前記液体微細化手段は、垂直方向に配置され、上方開口部および下方開口部を有する筒状の経路と、この筒状の経路内に設けた回転手段と、この回転手段に液体を供給する液体供給手段と、前記筒状の経路の下部に設けた貯水部を有し、前記回転手段は、上下方向に向けて配置した回転軸と、この回転軸を回転させる回転モータと、前記回転軸に固定されるとともに前記貯水部から水を吸上げる揚水管と、この揚水管の外周面に上下方向に所定間隔で固定された回転板とを有し、前記送風手段は、羽根車とこの羽根車を回転させるファンモータと、前記羽根車を内包するファンケーシングを有し、前記制御手段は、前記液体供給手段から前記上方の回転板上への液体供給と、前記回転モータの回転と、前記加熱手段および前記送風手段の運転とを制御する制御部とを備え、前記液体供給手段は、前記液体を移送させるポンプと、前記ポンプと接続し上方の回転板に前記液体を供給する給水管と、前記液体が保管されている前記本体ケース内に設けた液体保管容器から前記液体を前記ポンプへ供給するポンプ給水管とを設けたことを特徴とする液体微細化装置。
2. 吸込口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口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段とを備え、前記液体微細化手段は、垂直方向に配置され、上方開口部および下方開口部を有する筒状の経路と、この筒状の経路内に設けた回転手段と、前記筒状の経路の下部に設けた貯水部と、この貯水部内に液体を供給する液体供給手段とを有し、前記回転手段は、上下方向に向けて配置した回転軸と、この回転軸を回転させる回転モータと、前記回転軸に固定されるとともに前記貯水部から水を吸上げる揚水管と、この揚水管の外周面に上下方向に所定間隔で固定された回転板とを有し、前記送風手段は、羽根車と、この羽根車を回転させるファンモータと、前記羽根車を内包するファンケーシングを有し、前記制御手段は、前記液体供給手段から前記貯水部への液体供給と、前記回転モータの回転と、前記加熱手段および前記送風手段の運転とを制御する制御部とを備え、前記液体供給手段は、液体を移送させるポンプと、前記ポンプと接続し前記貯水部に前記液体を供給する給水管と、前記液体が保管されている前記本体ケース外に設けた液体保管容器から前記液体を前記ポンプへ供給する供給管とを設けたことを特徴とする液体微細化装置。
3. 揚水管は、逆円錐形状で、上方の回転板と下方の回転板の間に水平方向に長い開口（スリット）を有し、吸上げた水をこの開口から外周方向へ噴出し、前記開口の外側周囲に筒状の経路に支持された環状の当て板を設け、前記開口から噴出した水を当て板に当て、下方の回転板に落下させることを特徴とする請求項１または２に記載の液体微細化装置。
4. 回転板は、３枚以上で、揚水管の開口の周方向の位置を、回転板間毎にずらすことを特徴とする請求項３に記載の液体微細化装置。
5. 補助加熱手段を液体微細化手段の筒状の経路の上方開口部と排気口との間に設けたことを特徴とする１から４のいずれか一つに記載の液体微細化装置。
6. 請求項１から５のいずれか一つに記載の液体微細化装置をサウナ室の天井に設けたサウナ装置。

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