JP2014016082A - ミスト発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ミスト発生量に制約を受けず、かつ処理室内に貯留された水の汚染を解消できるミスト発生装置を実現する。
【解決手段】処理室１２に貯留された貯留水ｗは循環路４０を介してジャケット２８に戻り、スプレーノズル３０から回転体１８の周壁２２に向けて噴射される。噴射された水ｗは周壁２２の全域に拡散して衝突し、分裂すると共に、周壁２２に設けられた微細孔２４を通る過程で細分化される。さらに、回転体１８の遠心力で増速してカバー３２に衝突して破砕し、直径が１０〜１００ｎｍの微細なミストｍになる。ミストｍは切欠き部位３２ｂ及び迂回路ｓを通り、放出口３８から冷蔵保管庫の冷却空間に放出される。ミスト発生装置１０の停止時にオゾン水生成器５８から処理室１２にオゾン水が供給され、オゾン水の殺菌作用により細菌やカビを除去できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、食品の冷蔵保管庫等の湿度調整に用いられる遠心式のミスト発生装置に関する。

野菜や果物の表面では呼吸と蒸散作用（植物の地上部から大気中へ水蒸気が放出される現象）が行われ、保管する野菜や果物の鮮度を維持するには、呼吸と蒸散作用を抑制する必要がある。野菜や果物等の食品を低温で貯蔵する冷蔵倉庫では、低温に保持して呼吸を抑制する一方、庫内を高湿にして蒸散作用を抑制し、野菜の新鮮度を維持する手段として、ミスト発生装置が用いられている。特許文献１にはかかる目的のミスト発生装置が開示されている。

特許文献２及び３には、処理室の内部に水が貯留され、この貯水部に下部が浸漬配置されるロート状の回転体と、この回転体を囲むように配置された網目状のスクリーンとを備え、貯留水を該回転体の遠心力により汲み上げ、さらに該スクリーンに衝突させ、ミスト状に分裂飛散させるミスト発生装置が開示されている。

特開２００９−２６４６６６号公報 特許第３６７１２０２号公報 特許第３７５７８８９号公報

特許文献２及び３に開示されたミスト発生装置は、水の抵抗のため回転体を高速で回すことが困難であり、スクリーンに衝突させる時間当たりの水量を一定以上に増やすことができない。その結果、ミスト発生量を増やすことができないという問題がある。また、ミストを含んだ空気を処理室内に循環させるため、ミストが空中で捕捉した埃やカビの胞子などが処理室内に蓄積される。そのため、処理室内に滞留する水にノロが発生し、細菌の温床となるだけでなく、ミストと共に細菌やカビの胞子が空間に放出され、汚染の原因になるという問題がある。

これを防止するため、ミストを含んだ空気や、水の流路にフィルタを設ける対策もあるが、逆にそのフィルタが細菌の温床になり、結果として問題が解決されない。また、フィルタの目詰まりが起り、ミスト発生装置の性能が低下してしまうので、頻繁に保守点検する必要が生じる。さらに、分解清掃しても構造が複雑なため、完全には汚れを除去できず、細菌が増殖しやすい。

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、ミスト発生量に制約を受けず、ミスト発生量を増大でき、かつ処理室内に貯留された水の汚染を解消できるミスト発生装置を実現することを目的とする。

本発明者等は、従来技術の問題を解決するため、まず、図４に示すミスト発生装置を開発した。図４において、このミスト発生装置１００は、処理室１０２の内部に水ｗが貯留される。貯留水ｗは、処理室１０２の下部に設けられた水導出口１０４から処理室１０２の上部に設けられた循環路１０６に、循環路（図示省略）を介して循環される。処理室１０２の上部には、底壁１１０と円筒形の周壁１１２とからなる回転体１０８が設けられている。周壁１１２には、全域に微細孔１１４が設けられている。

処理室１０２の上面には、軸受部材１１５を介して駆動装置１１６が設けられ、駆動装置１１６の回転軸１１６aは処理室１０２の内部に垂下され、回転体１１０に接続されている。循環路１０６は回転軸１１６aの周囲に設けられたジャケット１１８に連通し、ジャケット１１８の下端に、周方向に複数配置され、周壁１１２に向けられた開口１２０が設けられている。回転体１０８の外側には、回転体１０８を囲むように円筒形状のカバー１２２が設けられている。カバー１２２の下部領域は、貯留水ｗの水面Ｌより下方へ延設された延設部位１１２ａと、下端が水面Ｌより上方に位置する切欠き部位１２２ｂとで構成されている。

開口１２０から回転体１０８の周壁１１２に向かって噴射された貯留水ｗは、周壁１１２の内面に当たり、微細孔１１４を通ることで、分裂飛散して細分化される。その後、細分化された水は、回転体１０８の遠心力により増速した後、カバー１２２に衝突し破砕される。水ｗから直径が１０〜１００ｎｍの微細なミストｍをつくることができる。発生したミストｍは、切欠き部位１２２ｂからカバー１２２の外側に流れ、さらに処理室１０２の外に放出される。

かかる構成により、回転体１０８への衝突時とカバー１２２への衝突時との２段階で水ｗを微細化できる。また、回転体１０８の回転によって発生する遠心力で増速し、カバー１２２に衝突するときの衝撃力を増すので、微細なミストをつくることができると共に、ミスト発生量に制約を受けないミスト発生装置を実現できた。しかし、このミスト発生装置１００では、開口１２０から噴射された水ｗは、広角で拡散せず、周壁１１２の一部にしか衝突しないため、ミスト発生量をさほど増大させることができないという問題があった。

そこで、本発明者等は、この問題をも解消するミスト発生装置を実現するため、さらに創意工夫を重ね、本発明のミスト発生装置に到達した。本発明のミスト発生装置は、下部領域に貯水部が形成された処理室と、該貯水部に水を供給する給水路と、処理室の上部領域に設けられ、多数の微細孔が設けられた筒状の周壁を有する回転体及び該回転体の駆動装置と、処理室の貯水部から水を導出し、回転体の内側領域に水を循環させる循環路及び該循環路に設けられた水循環ポンプと、循環路の終端で回転体の周壁に向けて複数配置され、該周壁の内側全域に水を拡散衝突させるスプレーノズルと、回転体の外側に該回転体を囲繞するように配置され、回転体の周壁の微細孔を通過したミストが衝突破砕する筒状体と、該筒状体に衝突して微細化したミストを処理室の外部へ放出する放出口とを備えている。

本発明では、回転体の周壁の内側全域に水を拡散衝突させるスプレーノズルを設けたことにより、該スプレーノズルから噴射された水は、回転体の周壁全域に拡散衝突する。これによって、ミスト発生量を飛躍的に増大できる。また、回転体の細分化作用と、筒状体に衝突した時の破砕作用との相乗作用により、微細なミストを発生できる。水は回転体の遠心力により大きな速度で筒状体に衝突するので、破砕効果を増大できる。

本発明において、筒状体の下端が貯水部に貯留された貯水の水面下まで延設され、該下端の一部に水面の上方に開口する切欠きが設けられ、該切欠きを介し筒状体の外周面に沿って放出口に連通したミスト放出用の迂回路が形成されているとよい。該迂回路を形成することで、ミストが該迂回路を通過する間に、大きな粒径のミストを重力により貯水部に落下させることができる。これによって、粒径の小さいミストのみ放出口から放出できる。

本発明において、放出口に処理室内のミストを吸引し外部へ放出する誘引ファンを設けるとよい。処理室内で発生したミストを該誘引ファンで外部へ放出することで、処理室内を負圧にすることができる。そのため、ミストが処理室内から外部に漏洩したり、あるいは処理室の駆動部に浸入するのを防止できる。

本発明において、オゾン水生成器と、該オゾン水生成器を循環路に並列に接続する分岐路と、循環路に対する分岐路の分岐部に設けられ、循環路を循環する水を該オゾン水生成器に切替え導入する切換弁とを備えているとよい。これによって、ミスト発生装置の運転停止時に、オゾン水生成器で生成したオゾン水を循環路を介して処理室内に循環させることで、処理室を殺菌できる。そのため、ミスト発生装置の運転時に、細菌やカビがミストと共にミスト発生装置の外部へ放出されるのを防止できる。オゾン水は、自己分解してなくなるので、安全性が高い利点がある。

本発明によれば、ミスト発生量の制約を受けず、ミスト発生量を飛躍的に増大できると共に、回転体の細分化作用と、筒状体に衝突した時の破砕作用との相乗作用により、微細なミストを発生できる。

本発明の一実施形態に係るミスト発生装置の全体構成図である。 前記ミスト発生装置に設けられたスプレーノズルの断面図である。 前記ミスト発生装置の処理室の断面図である。 本発明に至る途中段階の中間技術に相当する処理室の断面図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではない。

本発明の一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１において、本実施形態のミスト発生装置１０は、野菜や果物等の食品を保管した冷蔵保管庫に設けられたミスト発生装置であり、処理室１２は放出口３８を除いて密閉された容器形状を有している。水道管（図示省略）に接続された給水路３４が処理室１２の内部に導設され、水ｗが給水路３４を介して処理室１２に供給され、処理室１２の下部に貯水する。処理室１２の下部に設けられた水導出口１４に水循環路４０が接続され、水循環路４０は、処理室１２の上部に設けられた水導入管１６に循環される。処理室１２の上部には、底壁２０と円筒形の周壁２２とからなる回転体１８が設けられている。周壁２２には、全域に、例えば、０．３〜１．０ｍｍの直径を有し、開口率が３０〜５０％の微細孔２４が設けられている。

処理室１２の上面には軸受部材２５を介して駆動装置２６が設けられ、駆動装置２６の回転軸２６aは回転体１８の底壁２０に接続されている。循環路４０は、水導入管１６を介して回転軸２６aの周囲に設けられたジャケット２８に連通し、ジャケット２８の下端に、ジャケット２８の周方向に等間隔で４個配置され、開口が周壁２２に向けられたスプレーノズル３０が設けられている。回転体１８の外側には、回転体１８を囲むように円筒形状のカバー３２が設けられている。

カバー３２の下部領域は、貯留水ｗの下限水位Ｌ_１より下方へ延設された半円状の延設部位３２ａと、貯留水ｗの上限水位Ｌ_２より上方に位置し水平な下端を有する半円状の切欠き部位３２ｂとで構成されている。延設部位３２ａは放出口３８に近接した位置に設けられ、切欠き部位３２ｂは放出口３８から離れた位置に設けられている。

放出口３８は下方へ向かって開口し、放出口３８を形成するケーシングの内部にシロッコファン３９が設けられ、該ケーシングの外側にシロッコファン３９を駆動する駆動装置３９ａが設けられている。循環路４０には、三方弁４４を介して排水路４２が分岐している。処理室１２には、貯留水ｗの上限水位Ｌ_２より上方位置に溢流口４６が設けられ、貯留水ｗの水位は溢流水位Ｌ_３より上方へ上昇しないようになっている。溢流口４６に溢流路４８が接続され、溢流路４８は排水路４２に接続されている。非常時に使用される排水路５０が循環路４０と溢流路４８間に接続され、排水路５０に手動開閉弁５２が設けられている。

循環路４０には、水ｗを矢印方向へ循環させる循環ポンプ５４が設けられている。循環ポンプ５４より下流側の循環路４０に分岐路５６が並列に設けられ、分岐路５６にオゾン水生成器５８が設けられている。分岐路５６と循環路４０との接続部には、三方弁６０及び６２が設けられている。また、給水路３４に給水弁３６が設けられ、三方弁６０と三方弁６２間の循環路４０に流量センサ６４が設けられている。処理室１２には、水位センサ６６が設けられている。

制御装置６８は、給水弁３６の動作を制御して、水ｗの給水量を制御すると共に、冷蔵保管庫の冷却室に設けられた温湿度センサ７０の検出値が入力され、これらの検出値が設定値となるように、駆動装置２６及び３９ａを制御する。また、制御装置６８には、流量センサ６４の検出値が入力され、循環ポンプ５４の稼働、及び三方弁４４、６０，６２の動作を制御し、循環路４０、分岐路５６及び排水路４２を流れる水ｗの流量を調整する。また、制御装置６８には、水位センサ６６の検出値が入力され、貯留水ｗの水位が下限水位Ｌ_１と上限水位Ｌ_２の間にあるように制御する。また、制御装置６８は、オゾン水生成器５８の稼働を制御する。

なお、処理室１２は冷蔵保管庫の冷却室内に配置され、制御装置６８は、該冷却室の外部に設けられた制御盤等に配置されている。

かかる構成において、水循環ポンプ５４によって水導出口１４から貯留水ｗが循環路４０に導出され、循環路４０に導出された貯留水ｗは、水導入管１６からジャケット２８に循環される。なお、ミスト発生装置１０の運転中、分岐路５６に水ｗは導入されず、オゾン水生成器５８は停止している。ジャケット２８に循環した水ｗは、スプレーノズル３０から回転体１８の周壁２２に向けて噴射される。

図２により、スプレーノズル３０の構成を説明する。スプレーノズル３０は、外周面にネジ山３００が形成され、ネジ山３００がジャケット２８に設けられたネジ孔２８ａに螺着している。スプレーノズル３０の端面中央に水ｗが噴射する噴射口３０２が穿設され、噴射口３０２を囲むように、上下方向に縦長の溝３０４が刻設されている。水噴射路３０６の断面は、上流側から徐々に開口面積が狭くなる円錐形断面３０６ａと、中央の絞り部から下流側へ向かって徐々に拡径された円錐形断面３０６ｂとからなる。かかる構成の水噴射路３０６から噴射された水ｗは、大きな噴射力を維持できる。また、縦長溝３０４の両端によって画成される大きな噴射角を可能とし、噴射域ｆを広く形成できる。

従って、図３に示すように、スプレーノズル３０から噴射された水ｗは、周壁２２の上下方向全域に広がって均一に周壁２２の内面に当たる。また、スプレーノズル３０は、ジャケット２８の周方向に等間隔に４個設けられているので、周壁２２の周方向全域に亘って噴射される。周壁２２に当たった水ｗは分裂し、微細孔２４を通る過程で細分化される。また、微細孔２４を通る過程で回転する回転体１８によって遠心力を付与され、速度を上げてカバー３２の内面に衝突する。水ｗはこの衝撃で破砕され、直径が１０〜１００ｎｍの微細なミストｍとなる。

発生したミストｍは、シロッコファン３９の吸引力により、切欠き部位３２ｂからカバー１２２の外側へ流れる。そして、カバー３２の外周面と処理室１２の内周面との間に形成される半円形の迂回路ｓを通った後、放出口３８から冷蔵保管庫の冷却室内へ放出される。

ミスト発生装置１０の保守点検時には、三方弁６０及び６２を切り替え、オゾン水生成器５８に水ｗを導入し、オゾン水生成器５８を稼働する。そして、オゾン水生成器５８で生成したオゾン水を循環路４０及び水導入管１６を経てスプレーノズル３０から噴射させる。この間、シロッコファン３９の稼働を停止させ、発生したミストｍが処理室１２の外へ放出されるのを防止する。オゾン水によって貯留水ｗと、貯留水ｗの循環系の配管及び機器類を殺菌する。

殺菌工程が終了したら、オゾン水濃度が高い水ｗは、制御装置６８によって自動的に清浄水と入れ替え、ミスト発生装置１０の運転復帰時に、オゾン水を放出しないようにし、オゾン水による障害（冷蔵保管庫の金属の腐食、青果物への障害等）を防止する。オゾン水は、自己分解してなくなるので、安全性が高い利点がある。

本実施形態によれば、回転体１８の周壁２２の内側全域に水ｗを拡散衝突可能なスプレーノズル３０を設けたことにより、ミスト発生量を飛躍的に増大できる。例えば、図４に示すミスト発生装置１００では、８００ｃｃ／ｈｒのミスト発生量を得られたのに対し、ミスト発生装置１０では、同一給水量で１，２００ｃｃ／ｈｒのミスト発生量を得ることができた。また、回転体１８の細分化作用と、カバー３２に衝突した時の破砕作用との相乗作用により、１０〜１００ｎｍの微細なミストを発生できる。水ｗは回転体１８の遠心力により大きな速度でカバー３２に衝突するので、破砕効果を増大できる。

また、カバー３２の下端に切欠き部位３２ｂと、半円形の迂回路ｓとが設けられているので、カバー３２の内部で発生したミストｍは、切欠き部位３２ｂ及び迂回路ｓを通る間に、大きな粒径のミストを重力により貯水部に落下させることができる。これによって、粒径の小さいミストのみ放出口３８から放出できる。また、放出口３８に設けられたシロッコファン３９で処理室１２のミストｍを吸引し、外部へ放出すると共に、処理室内を負圧にしたことで、ミストｍが軸受部材２５の隙間から駆動装置２６に浸入するのを防止できる。また、大きなトルクを発生できるシロッコファン３９を用いたことで、吸引力を増大できる。

また、水導入管１６の運転停止時に、オゾン水生成器５８からオゾン水を処理室１２に循環させ、処理室内を殺菌洗浄するので、処理室内での最近やカビの発生を防止できる。そのため、ミスト発生装置１０の運転時に、ミストｍと共に、細菌やカビの胞子が冷蔵保管庫に放出されるのを防止できる。

なお、本実施形態は、本発明を食品の冷蔵保管庫に適用した例であるが、本発明は、もちろん他の用途にも適用可能である。

本発明によれば、ミスト発生量に制約を受けず、かつ処理室内貯留された水の汚染を解消できるミスト発生装置を実現できる。

１０，１００ ミスト発生装置
１２，１０２ 処理室
１４，１０４ 水導出口
１６，１０６ 水導入管
１８，１０８ 回転体
２０，１１０ 底壁
２２，１１２ 周壁
２４，１１４ 微細孔
２５、１１５ 軸受部材
２６、３９ａ 駆動装置
２６ａ、１１６ａ 回転軸
２８ ジャケット
２８ａ ネジ孔
３０ スプレーノズル
３００ ネジ山
３０２ 噴射口
３０４ 溝
３０６ 水噴射路
３０６ａ、３０６ｂ 円錐形断面
３２，１２２ カバー
３２ａ、１２２ａ 延設部位
３２ｂ、１２２ｂ 切欠き部位
３４ 給水路
３８ 放出口
３９ シロッコファン
３６ 給水弁
４０，１０６ 循環路
４２、５０ 排水路
４４、６０，６２ 三方弁
４６ 溢流口
４８ 溢流路
５２ 手動開閉弁
５４ 水循環ポンプ
５６ 分岐路
５８ オゾン水生成器
６４ 流量センサ
６６ 水位センサ
６８ 制御装置
７０ 温湿度センサ
Ｌ 水面
Ｌ_１ 下限水位
Ｌ_２ 上限水位
Ｌ_３ 溢流水位
ｍ ミスト
ｓ 迂回路
ｗ 貯留水

Claims (4)

1. 下部領域に貯水部が形成された処理室と、
   前記貯水部に水を供給する給水路と、
   前記処理室の上部領域に設けられ、多数の微細孔が設けられた筒状の周壁を有する回転体及び該回転体の駆動装置と、
   前記処理室の貯水部から水を導出し、前記回転体の内側領域に水を循環させる循環路及び該循環路に設けられた水循環ポンプと、
   前記循環路の終端で前記回転体の周壁に向けて複数配置され、該周壁の内側全域に水を拡散衝突させるスプレーノズルと、
   前記回転体の外側に該回転体を囲繞するように配置され、前記周壁の微細孔を通過したミストを衝突破砕する筒状体と、
   該筒状体に衝突破砕して微細化したミストを前記処理室の外部へ放出する放出口とを備えていることを特徴とするミスト発生装置。
2. 前記筒状体の下端が前記貯水部に貯留された貯水の水面下まで延設され、該下端の一部に前記水面の上方に開口する切欠きが設けられ、該切欠きを介し前記筒状体の外周面に沿って前記放出口に連通したミスト放出用の迂回路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のミスト発生装置。
3. 前記放出口に前記処理室内のミストを吸引し外部へ放出する誘引ファンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のミスト発生装置。
4. オゾン水生成器と、
   該オゾン水生成器を前記循環路に並列に接続する分岐路と、
   前記循環路に対する前記分岐路の分岐部に設けられ、前記循環路を循環する水を該オゾン水生成器に切替え導入する切換弁とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のミスト発生装置。

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