JP2014057952A - 霧発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】拡散し難くその場所に一定時間滞留可能な見た目にも濃い霧を連続して生成することが可能な霧発生装置を提供する。
【解決手段】霧化槽に供給された水に超音波霧化ユニット４で超音波振動を加えて霧化し、霧化槽に送風ファン８が所定のタイミングで送風することで発生した霧を霧化槽から吐出管６へ送り出して滞留させ、吐出管６内に滞留した霧がフィルター部材９を構成する多孔質材を通過する際に整流されかつ霧の粒子径が均一に揃えられて拡散し難く見た目にも流動性の低い濃い霧を発生させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば加湿装置、演出装置などに用いられ、見かけ上ドライアイスから作られたような濃く拡散し難い霧を連続して発生させることが可能な霧発生装置に関する。
尚、以下の説明では、水が蒸発した粒子を水蒸気（拡散性高い）、水蒸気が露点温度に到達した水粒を霧（拡散性低い）として使い分けることにする。

例えば加湿装置においては、タンクより給水された水蒸気生成手段において超音波若しくは熱源等によって水蒸気が生成され、ピストンなどの加圧手段によって水蒸気を加圧しながらエッジ部を通過する際に環状の渦輪を形成して送り出すことで遠方まで水蒸気を届かせるようにした加湿装置が提案されている（特許文件１参照）。
また、超音波振動子によって液柱を形成して液柱より霧が搬送空気によって搬送パイプを介して放出される超音波霧化装置も提案されている（特許文献２参照）。
或いは超音波発振機で霧化した薬剤をファンによって室内に広範囲に拡散させる害虫防除装置も提案されている（特許文献３参照）。

特開２０００−１７６３３９号公報 実開昭５５−２４５４号公報 特開２００４−２３６５０号公報

上述した特許文献１乃至３には、超音波若しくは熱源等によって水蒸気が生成され、発生した水蒸気をピストン、ファン、エアーなどによって拡散ないしは遠方まで届かせるように構成されている。よって、拡散し難い流動性の低い霧を発生させたり、任意のタイミングで見た目にもドライアイスから作られたような濃い霧を流出させて演出効果を狙ったりする技術については開示されていない。
また、見た目にも濃く一定時間その場に滞留する霧を発生させるためには、霧の粒子径を一定に揃えることと、霧の流動を抑えて発生した霧を一時的に蓄えた状態から流動させる必要がある。尚、霧を一定時間同じ場所に留めようとすると霧の粒子どうしが結合して粒子径が大きくなって水滴となりやすく液だれが発生し易くなる。
また、超音波発振装置によって霧を瞬時に発生しつつ送風ファンなどの送風を限界まで抑えることによって比較的濃い霧を発生させることも可能であるが、風量が弱いため、運転を開始してから霧が噴き出すまで応答時間がかかり、超音波発振装置の特性が生かせず使い勝手が悪くなる。
更には、霧化槽で発生した霧が、送風ファン送風方向上流側に逆流すると、送風ファンを含む電子部品が故障してしまうおそれがある。

本発明はこれらの課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは拡散し難くその場所に一定時間滞留可能な見た目にも濃い霧を逆流することなく連続して生成することが可能な霧発生装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る霧発生装置は、以下の構成を備える。
液体を貯留する貯留タンクから霧化槽に液体を供給する供給手段と、前記霧化槽に供給された液体に超音波振動を加えて霧化する霧化手段と、前記霧化槽に所定のタイミングで送風することで当該霧化槽に発生した霧を吐出管へ送り出して一時的に滞留した状態を形成しながら吐出させる霧吐出手段と、前記吐出管の先端開口を均一な厚さの多孔質材で覆って装着されるフィルター部材と、前記吐出管内に滞留した霧を前記フィルター部材を通じて吐出させるために装置各部の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
上記構成によれば、霧化槽に供給された液体に超音波振動を加えて霧化し、霧化槽に所定のタイミングで送風することで発生した霧を霧化槽から吐出管へ送り出して霧化量を増やすことができる。そして、吐出管に滞留した霧がフィルター部材を構成する多孔質材を通過する際に整流されかつ霧の粒子径が均一に揃えられて流動性の低い見た目にも濃い霧を連続して発生させることができる。

また、フィルター部材は第１の多孔質フィルターとそれより目の細かい第２の多孔質フィルターとが積層されたものを用いることで、吐出管に送り出した密度の濃い霧が整流されて霧の粒子径が均一となり流動性の低い見た目にもドライアイスから作られたような濃い霧を発生させることができる。

前記霧吐出手段は、霧化槽に送風する送風ファンを所定間隔で間欠運転させて霧化槽で発生した霧を吐出管へ送り出すことが好ましい。これにより、霧化槽で発生した霧を吐出管へ送り出したまま一時的に滞留した状態を形成できるので、霧化量が増えて密度の高い濃い霧を連続して発生させることができる。

前記霧化槽には霧化された霧を迂回させて吐出管へ案内するガイド部材が設けられていると、霧化されたうちの粒子径の大きな霧はガイド部材により液槽に戻されて再利用され吐出管に送り出され難くなっているので、吐出管に送り出される霧の粒子径を揃えることができる。

前記送風ファンより取り込まれた外気が迂回しながら霧化槽内に到達するように送風路を仕切る隔壁が前記霧化槽天板及び液槽表面と各々隙間を設けて形成されていると、霧化槽内で発生した霧が送風ファンに向かって逆流するのを防止することができる。
また、前記送風ファンから前記霧化槽へ送風する送風路には、当該送風路を常時遮断するように付勢され、送風された風圧で開放する逆流防止弁が設けられていてもよい。
また、前記霧化手段による霧化動作が停止した後、前記霧吐出手段による送風動作を所定時間継続し、前記霧化槽及び前記吐出管に滞留する霧を吐出させるようにしてもよい。
或いは前記霧吐出手段の送風ファンを間欠運転させる際に、停止時間内に前記送風ファンがチョッパ制御により霧が吐出しない程度にＯＮ／ＯＦＦ制御されるようにしてもよい。

本発明によれば、拡散し難くその場所に一定時間滞留可能な見た目にも濃い霧を逆流することなく連続して生成することが可能な霧発生装置を提供することができる。

霧発生装置の全体構成を示す透視説明図である。 霧化槽の構成を示す断面説明図である。 吐出管とフィルター部材の組み付け構成を示す説明図である。 霧化槽に対する給水及び排水構造を示す説明図である。 他例にかかる霧化槽の構成を示す断面説明図である。 霧発生装置の制御系のブロック構成図である。 超音波霧化ユニット及び送風ファンの動作を示すタイミングチャート図である。 逆流防止用の送風ファンの動作を示すタイミングチャート図である。 フィルター部材の有無により発生する霧の粒子径分布を比較したグラフ図である。 フィルター部材の有無により発生する霧の状態を対比して示す写真図である。

本発明に係る霧発生装置の一実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。
図１及び図２において霧発生装置の概略構成について説明する。例えば給水タンク若しくは水槽などの貯留タンク１には給水管１ａの一端が接続され他端は給水ポンプ２に接続されている。給水ポンプ２は給水管２ａの一端が接続されており、他端は装置本体７内に収容された霧化槽３に接続されている。給水ポンプ２を作動させることにより貯留タンク１から給水管１ａ，２ａを介して霧化槽３に給水するようになっている（供給手段）。霧化槽３には後述するように水位を検出するフロートスイッチやフロートレススイッチが設けられる。これにより、霧化槽３の水位に応じて給水動作が自動化されて行われる。尚、液体には、芳香剤や防虫剤或いは除菌消臭剤などの薬液或いは色素などを混入させてもよい。

霧化槽３の底部には、槽内に供給された水に超音波振動を加えて霧化する超音波霧化ユニット４（霧化手段）が設けられている。霧化槽３に貯留された水は、超音波霧化ユニット４の音圧により４〜１０μｍ程度の霧（水粒）に微粒子化（霧化）される。霧化槽３内には霧化された霧が槽内を迂回させて吐出管６へ案内する選別板５（ガイド部材）が設けられている。選別板５を設けることにより霧化槽３で霧化された霧を吐出管６へ送り出す際に、大きな粒子径の霧がなるべく吐出管６へ行かないようにしている。本実施例の場合、粒子径が４〜１０μｍ程度に霧化した霧のうち粒子径が主に４〜６μｍ程度の霧を吐出管６へ送り出すようになっている。

また、図２において、霧化槽３を収容する装置本体７には、送風ファン８が設けられている。送風ファン８は外気を吸引して霧化槽３内の空間に所定のタイミングで送風することで発生した霧を霧化槽３から吐出管６へ送り出す（霧吐出手段）。吐出管６は、例えば可撓性を有する蛇腹ホースが用いられる。吐出管６の一端は装置本体７内の霧化槽３に接続され、他端（先端）開口には、均一な厚さの多孔質材よりなるフィルター部材９が装着されて先端開口が覆われている。この吐出管６の先端開口を覆って設けられたフィルター部材９によって送り出される霧が清流され、主に粒子径が約４〜５μｍ程度の霧のみが吐出される。このとき、送風ファン８の送風によって生じた風圧はフィルター部材９の抵抗を受けて大幅に抑制されるため、フィルター部材９を通過する霧の拡散を助長するような影響を与えない。このため、フィルター部材９から吐出される霧は拡散し難く流動性が低い見た目にもドライアイスから作られたような濃い霧を連続して生成することができる。

また、図１において、装置本体７には、吐出管６内に滞留した霧をフィルター部材９を通じて吐出させるために装置各部の動作を制御する制御基板１０（制御手段）が設けられている。ここで、霧発生装置の制御系のブロック構成について図６を参照して説明する。制御基板１０には、入力信号を受けて装置各部の動作指令を出力するＣＰＵ（中央制御装置）１０ａ、動作プログラム等を記憶した記憶部１０ｂ、超音波振動子の動作時間をカウントするカウンター１０ｃ、モータ等の駆動源の動作時間を計測するタイマー１０ｄ等が設けられている。

また、制御基板１０には、運転／停止スイッチ１１からのＯＮ／ＯＦＦ信号、霧化槽３に設けられ水位を検出するフロートスイッチ１２ａ，１２ｂ，１２ｃからの水位検出信号、洗浄動作を指令する洗浄スイッチ１３からのＯＮ／ＯＦＦ信号、人感センサー１４からの検出信号、霧化槽３の水温を検出する温度センサー２３からの検出信号等が入力される。洗浄スイッチ１３や人感センサー１４はオプションで設けられるものであり、省略することも可能である。尚、装置本体７の底部に設置面に対する装置本体７の傾きを検出する安全スイッチが設けられていてもよい。安全スイッチが装置本体７の傾きを検出すると、超音波霧化ユニット４の動作を停止させて、空焚き状態となるのを防ぐためである。
また、制御基板１０からは、給水ポンプ２の動作指令、超音波霧化ユニット４の動作指令、送風ファン８の動作指令、霧化槽３内の水温を所定温度範囲に保つための冷却装置１５およびヒーター２の動作指令、霧化槽３を除菌する除菌装置１６の動作指令、超音波振動子等の消耗部品や交換部品のメンテナンス時期を報知するＬＥＤランプ１７の点灯指令などが出力される。

以下では、霧発生装置の各部の構成についてより詳細に説明する。
図１及び図２を参照して装置本体７内に設けられる霧化槽３の一例について説明する。霧化槽３内には、例えば水位が槽底部より３段階の高さで検出されるフロートスイッチ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが設けられている。霧化槽３の底部近傍に配置されたフロートスイッチ１２ａは、超音波霧化ユニット４の霧化動作を開始可能な高さに設けられている。フロートスイッチ１２ｂは、それより水位が上昇した高さにあり給水ポンプ２による給水が必要な高さに設けられている。また、フロートスイッチ１２ｃは給水ポンプ２による給水が不要な高さ位置に設けられている。

装置本体７には霧化槽３の底部に一端が接続され他端は装置本体７外に設けられる排水槽１８に接続された排水管１９が設けられている（図４参照）。排水管１９には管路を開閉可能なバルブ２０が設けられている。霧化槽３の清掃を行う場合には、バルブ２０を開放したまま霧化槽３に貯留する貯留水を排水管１９を通じて排水槽１８へ排水しながら清掃を行う。

また、図４に示すように、装置本体７には、一端が霧化槽３の底部に開口し霧化槽３内の所定高さ位置から装置本体７外部に導出されたオーバーフロー管２１が設けられていてもよい。この場合の洗浄動作は、洗浄スイッチ１３（図１参照）をＯＮすることで給水ポンプ２を強制運転させて通常動作時の上限水位Ａより高い水位Ａ´まで水位を上げることによりサイフォンの原理により霧化槽３内の水がオーバーフロー管２１を通じてオーバーフローする。これの動作を一定時間継続することで霧化槽３内に溜まった塵を効率良く排出することができる。

この自動洗浄機能は、制御基板１０内のタイマー１０ｄ（図６参照）を利用して動作制御プログラムの一環として装置稼動開始後一定時間経過毎に自動的に開始する方法と利用者が洗浄スイッチ１３(図１参照)をＯＮ／ＯＦＦすることにより給水ポンプ２を強制運転させて行う方法があるが、いずれでもよい。
尚、自動洗浄した後は、霧化槽３内の水位がＡ´まで上昇していることから、排水管１９のバルブ２０を開放して通常動作時の最高水位Ａまで排水してから霧発生装置を起動することが望ましい。尚、装置本体７には水位を目視できるインジケータが設けられていてもよい。

また、図２に示すように、霧化槽３内には、上端側が霧化槽３の天板３ａに当接して上方空間を仕切るとともに下端が霧化槽３に貯留する水面と隙間を設けて槽内空間を仕切る内側隔壁２２ａと、上端側が霧化槽３の天板３ａと隙間を設け下端側が霧化槽３内に貯留する水槽内に浸漬させて槽内空間を仕切る外側隔壁２２ｂが設けられている。この内外の隔壁２２ａ，２２ｂによって、送風ファン８から図２の破線矢印に示すようなラビリンス状に迂回した送風路８ａが形成される。これにより霧化槽３内で発生した霧が送風ファン８に向かって逆流するのを防止することができる。尚、内側隔壁２２ａに直交するように選別板５を固定するようにしてもよい。

また、図２に示すように、霧化槽３内には温度センサー２３及びヒーター２４が設けられているのが好ましい。例えば、冬場など霧化漕３内の水の水温が０〜１０℃程度の低水温時には、超音波霧化能力が極端に低下する傾向にある。特に０℃に近い場合は霧が目視できないほど超音波霧化能力が低下する。

また、超音波霧化ユニット４を長時間に渡って運転をした場合、超音波振動子及び駆動基板の発熱によって霧化漕３内の水温が上昇してしまう。水温が上昇した場合は以下の問題が起こる。第一にフィルター部材９から吐出される霧の温度が高くなるため、吐出口付近の雰囲気も温度上昇してしまう。よって、吐出口付近に存在する植物が枯れるおそれがある。また、第二に水温上昇に伴い、霧化漕３内で上昇気流が生まれ、送風ファン８を稼働させなくても上昇気流により霧が吐出口から漏れ出してしまう。また、通常霧は質量をもつので吐出口より下方へ流下するが、上昇気流によって霧が上昇して拡散が助長されるため、流動性の低い濃い霧を生成することができない。

そこで、温度センサー２３で霧化槽３内の水温を計測し、制御基板１０がヒーター２４および冷却装置１５を動作させて水温を自動調節することにより常に最適な水温（１５℃〜２５℃程度）で霧化することができる。このように、霧化槽３の水温変化によって、超音波霧化能力が低下せず霧が拡散し易くならないように温度調節をすることが望ましい。
なお、冷却装置１５を省略する方法として、給水ポンプ２を強制的に動作させ水槽３の水をＢの高さまで水位を上げることで、水槽１に常温の水が供給されつつ、温まった水がリターン管１ｂから水槽１へ戻る。これを適当な時間行うことで冷却装置１５を用いずに水槽３内の水温を下げることができる。また、後述するウォーミングアップ機能を設けることで、ヒーター２４を省略することもできる。

超音波霧化ユニット４の構成部品の一つである超音波振動子にはその特性上、寿命が必ずある。搭載する振動子にもよるが寿命が概ね5000時間とした場合、カウンター１０ｃ（図６参照）で超音波振動子の動作時間をカウントする。カウンター１０ｃが超音波振動子の動作時間を積算しながら5000時間に近くなった時点で制御基板１０から制御指令を発してＬＥＤランプ１７（図１参照）を点灯させ「点検・消耗品交換」を報知する。このように、メンテナンス時期を適切にユーザーに知らせることができるため、超音波振動子の寿命が突如到来しても装置が使えなくなる事態を回避できる。

超音波式の霧化装置は、霧化漕３に貯留する水が腐敗して雑菌が繁殖する可能性がある。また、その雑菌が繁殖した不衛生な水を霧化した場合、雑菌も水分と一緒に霧化してしまうため、周囲の衛生環境を低下させるおそれがある。そこで、以下に述べる装置構成により水の衛生を保つことができる。

第一の構成は、図２に示すように霧化槽３内に紫外線殺菌灯２５を設置する。これにより常時紫外線殺菌灯２５を点灯させておくことで水を殺菌するので衛生環境を保つことができる。第二の構成は、霧化槽３の水に銀イオンや次亜塩素酸水などの除菌消臭剤を添加することにより水の腐敗を回避する。この除菌消臭剤を添加された水は水自身が腐敗することが無いうえに、霧化された霧も除菌消臭の効果が得られるので、吐出された空間の除菌消臭を行うことができる。第三の構成は、霧化漕３内に除菌水を生成する正負の電極２６を設置し霧化漕３内の水を除菌水にする。また、この除菌水も水自身が腐敗する事が無く雑菌繁殖を抑えることができることがうえに、霧化された霧も除菌消臭の効果があるので、吐出された空間の除菌消臭を行うことができる。電極２６を設けた場合、水に除菌消臭剤を添加する必要が無くなるうえ、除菌消臭剤の添加し忘れも防ぐことができる。

また、図１において、装置本体７に人感センサー１４を設けることが好ましい。この人感センサー１４が人から発する近赤外線を検出した場合に超音波霧化ユニット４が動作するように霧化運転を制御することで、電力および水の消費を抑える事ができる。また、不必要な過剰運転による発熱も抑えることができる。

次にフィルター部材９の構造について図３を参照して説明する。
図３（Ｃ）に示すように可撓性を有する吐出管６として例えば樹脂製の蛇腹ホースを用いる。吐出管６の一端６ａは霧化槽３に連結され、他端６ｂにフィルター部材９が開口部を覆って装着される。フィルター部材９は有底筒状の第１の多孔質フィルター９ａ（例えばスポンジ材）とそれより目の細かい袋状の第２の多孔質フィルター９ｂ（例えばメッシュ材）とが同心状に積層されて装着される。第１の多孔質フィルター９ａは一定の厚さを有するスポンジ材が用いられる。また、第２の多孔質フィルター９ｂはシートカバー状に形成されている。

図３（Ｂ）に示すように、吐出管６の端部６ｂに第１の多孔質フィルター９ａが管の先端開口を覆うように装着され、その上から第２の多孔質フィルター９ｂが重ねて装着される。このフィルター部材９を吐出管６に装着することで、吐出管６に送り出された霧を一時的に滞留させることができる。また、多孔質材によって送風ファン８により送られてきた霧の風速を大幅に抑え、風量を一定量に整えることができる。また、このフィルター部材９を通過する前の霧の粒子径には大小さまざまなばらつきがあるが、フィルター部材９を通過した後は粒子径がほぼ揃うため霧の粒子の大きさを均一化することができる。

よって、図３（Ａ）に示すように、フィルター部材９を通過する際に吐出管６内に滞留した霧が整流されて霧の粒子径が均一となり、拡散し難く流動性の低いドライアイスから作られたような見た目にも濃い霧Ｍを発生させることができる。尚、フィルター部材９は、フィルター積層構造を採用せずに、たとえば単一の多孔質フィルターでもよいが、孔径や孔密度の異なる複数の多孔質フィルターを用いると粒子径をそろえたきめ細かい霧を吐出することができる。

ここで、図９に吐出管６にフィルター部材９の有無により発生する霧の粒子径分布を比較したグラフ図を示す。尚、測定装置はレーザ回折散乱式粒子径分布測定装置LA-950V2、スプレーユニット搭載機種（(株)堀場製作所）を用いて測定した。図９においてグラフ線Ａはフィルター部材９がない場合の粒子径分布を示しており、グラフ線Ｂがフィルター部材９を装着した場合の粒子径分布を示す。

図９によれば、グラフ線Ａに示すフィルター部材９を設けない場合には、粒子径が６〜７μｍの粒子が最も多く発生するが、粒子径が1000μｍの大きな粒子もが発生することがわかる。この理由を考察すると、霧化槽３内には選別板５が設けられているので、吐出管６に送り出す段階ではそのような大きな粒子径の霧は排除できる。しかしながら、霧が吐出管６内を通過中に、細かい霧どうしが互いに結合し、やがて大きな粒子へ成長してそのまま吐出管６より吐出されてしまうものと推量される。

これに対して、グラフ線Ｂに示すフィルター部材９（第１の多孔質フィルター９ａ及び第２の多孔質フィルター９ｂ）を設けた場合は、粒子径が１０μｍを超える大きな粒子は見られなかった。また、粒子の数は減少するものの粒子径が５〜６μｍの範囲の粒子が最も多く発生することがわかる。

以上の結果を比較すると、フィルター部材９を設けた方が設けない場合より全体的に霧の粒子が若干細かくなり、かつ粒子の大きさが揃っていることがわかる。尚、最も多く発生する霧の粒子径がわずか１μｍ程度の差異ではあるが、以下に述べるように肉眼で実際に目視した場合はまったく別物の霧の状態となっている。

図１０（Ａ）（Ｂ）はフィルター部材９の有無により発生する霧の状態を対比して示す写真図である。図１０（Ａ）はフィルター部材９を設けた場合に吐出される霧の写真図である。見た目にも濃く流動性の低い霧がむらなく連続発生していることがわかる。図１０（Ｂ）はフィルター部材９を設けない場合に吐出される霧の写真図である。見た目にも薄く拡散し易い霧が送風ファンの風によって拡散しながら吐出されることがわかる。

ここで、拡散し難く見た目にも濃い霧を発生させるための送風ファン８の運転動作について説明する。通常の超音波霧化ユニット４は、霧を発生させながら送風ファン８から霧化槽３に送風して霧を送り出すので、常に霧発生動作と送風ファン８の送風動作は連動している。しかしながら、拡散し難いより濃い霧を送り出すために以下のように工夫をしている。即ち、通常は超音波霧化ユニット４及び送風ファン８は、運転／停止スイッチ１１（図１参照）投入と同時に運転を開始して霧を発生させるが、霧化槽３に送風する送風ファン８を所定間隔で間欠運転させて霧化槽８で発生した霧を吐出管６へ送り出す。

具体的には図７（Ａ）のタイミングチャートに示すように、運転／停止スイッチ１１が投入（ＯＮ）されてから、送風ファン８は例えば２秒間隔で駆動と停止を交互に繰り返す。これにより、霧化槽３で発生した霧を吐出管６へ送り出して一時的に溜めこむことができる。この動作を繰り返すことでよって、霧化量が増えて密度の高い濃い霧を連続して発生させることができる。

また、運転／停止スイッチ１１（図１参照）をＯＦＦして運転停止した場合、通常は超音波霧化ユニット４と送風ファン８は同時に停止していた。しかしながら、これでは霧化漕３から吐出管６の吐出口までの吐出経路に霧が残留してしまう。これにより以下の問題が生じる。即ち、霧吐出経路内の結露により雑菌・カビなどの発生のおそれがある。また、霧は質量を持ち下方へ流下する性質があるため、霧化槽３から送風路８ａを通じて送風ファン８に向って逆流し易く、送風ファン８を含む電子部品が湿気に晒されて故障のおそれがある。

そこで、図７（Ｂ）のタイミングチャートに示すように、運転/停止スイッチ１１（図１参照）を停止（ＯＦＦ）させた場合、まず超音波ユニット４を停止させ霧の発生動作を停止する。しかし送風ファン８の動作をすぐに停止させずに所定時間、例えば６０秒（暫定）ほど送風し続けることで霧吐出経路内の霧をすべて外部へ放出し、吐出経路をある程度乾かすことができる。

前述したように、冬場など霧化漕３内の水の水温が０℃〜１０℃程度の低水温時、超音波霧化能力が極端に低下する傾向にある。そこで、図７（Ｃ）に示すように、運転／停止スイッチ１１（図１参照）を投入する（ＯＮする）と同時に、超音波霧化ユニット４を起動し、送風ファン８は一定時間（ウォーミングアップ時間）経過後に送風を開始するようにしてもよい。このとき、送風ファン８は停止したまま、超音波霧化ユニット４を運転するので霧化槽３内に霧は発生するが外部へ吐出されることはなく、超音波振動子の発熱で水温を上げることができる。そして、温度センサー２３で温度検出を行って適温（１５℃〜２５℃）を検出すると、送風ファン８を起動して超音波霧化ユニット４で霧化された霧を吐出管６内に滞留させながらフィルター部材９を通じて吐出させるようにしてもよい。

また、霧化漕３で発生した霧は送風ファン８によって吐出管６へ送られフィルター部材９を通じて吐出される。しかしながら、運転／停止スイッチ１１（図１参照）を切った（ＯＦＦした）場合に、超音波霧化ユニット４と送風ファン８の動作が停止すると吐出管６に滞留する霧が霧化漕３へ逆流してくる。この場合に以下に述べる問題が生じる。即ち、送風ファン８や装置本体７に内蔵される電子部品が霧にさらされて、例えば送風ファン８の軸受けが錆びてしまい故障につながるおそれがある。

この問題を解決する第一の構成は、前述したように、霧化槽３内の空間を仕切る隔壁２２ａ，２２ｂを設けることにより送風路８ａを可能な限り延長する構成である。これにより霧が送風路８ａを逆流して経路に距離があるため、送風ファン８まで霧の到達を防ぐことができる。

また、第２の構成は、図５に示すように送風ファン８からの送風路８ａの一部に逆流防止弁２７を設置する構成である。一例として送風管８ｂと霧化槽３の接続部分に逆流防止弁２７が設けられている。この逆流防止弁２７は、常時送風路８ａを遮断するように付勢されており、送風ファン８が送風動作を開始すると風圧により開口するようになっている。この構成により、送風ファン８の送風動作が停止すると逆流防止弁２７が送風路８ａを遮断するので、送風ファン８の動作停止時は送風路８ａが密閉されて送風ファン８や電子部品への霧の逆流を防止することができる。

第３の構成は、逆流防止弁２７を設けずに、制御基板１０（図６参照）で送風ファン８の動作を制御することで逆流を防止する。通常は超音波霧化ユニット４の動作停止後、送風ファン８の駆動も同時に停止している。しかしながら、図８（Ａ）のタイミングチャートに示すように超音波霧化ユニット４の動作停止後、所定時間（例えば０．８Ｓ）だけ送風ファン８を継続運転することで、霧が送風方向上流側へ逆流しないように霧化槽３内で発生したすべての霧を吐出管６から強制的に排出させる。これにより、霧化漕３及び吐出管６滞留した霧が吐出されて無くなるため、逆流することは無くなる。
尚、超音波霧化ユニット４の動作停止後再度運転を開始する場合には、送風ファン８は同時に運転するのではなく、所定時間（例えば１．０Ｓ）インターバルを設けて運転開始するのが望ましい。運転開始直後には、霧化槽３及び吐出管６に滞留した霧が存在しないため、吐出までタイムラグが発生するからである。尚、上記送風ファン８の継続運転時間やインターバル時間は一例でありそれより短くても長くてもよい。

第４の構成は、超音波霧化ユニット４の運転開始する場合には、送風ファン８は所定時間インターバルを設けて運転開始するのは共通であるが、超音波霧化ユニット４が運転開始後、瞬時に霧を吐出させるための改良を加えている。
具体的には、図８（Ｂ）のタイミングチャートに示すように制御基板１０（図６参照）は送風ファン８を所定時間毎（例えば２Ｓ毎）の間欠運転するように制御を行う。この間欠運転の停止動作中に送風ファン８の送風動作をきめ細かく（例えば０．１Ｓ毎に）チョッパ制御し、吐出管６より霧が吐出することはないが霧化槽３より霧をわずかながら吐出管６へ送り出す動作を繰り返す。これにより、超音波霧化ユニット４を、運転再開後に吐出管６に滞留した霧を瞬時にフィルター部材９を通じて吐出させることができる。なお、送風ファン８の送風動作を頻繁にＯＮ／ＯＦＦ制御するため、リレー回路では開閉回数限界が早まることやリレー動作音を低減するため、ソリッドステートリレー（ＳＳＲ）を用いると良い。

ここで、霧発生装置の動作例に図１及び図２を参照して説明する。図１において、水位検知用のフロートスイッチ１２ａのフロートが下方へ下がっている場合（ＯＦＦ状態）には霧化槽３に水が全くないと判断し、超音波ユニット４が空焚き（水無し）運転をして破損する事態を防止するために、超音波ユニット４の霧化動作を停止させる。次に、給水ポンプ２を動作させて貯留タンク１の水を霧化漕３へ給水する。給水ポンプ２の動作制御は下限のフロートスイッチ１２ｂと上限のフロートスイッチ１２ｃの２個を用いて行われる。フロートスイッチ１２ｂが水位を検出しない場合（ＯＦＦ状態）には給水ポンプ２の給水動作を継続する。霧化槽３への給水が始まり水位が上がるとフロートスイッチ１２ｂのフロートが上がってしまう（ＯＮ状態となる）が、これで給水ポンプ２の給水動作を止めてしまうと水位の幅がほとんど無いため頻繁に給水ポンプ２のＯＮ／ＯＦＦが繰り返されてしまう。それを防止するため、一度フロートスイッチ１２ｂの検出信号（ＯＮ状態）により給水ポンプ２が動作したら給水ポンプ２の動作を保持し、さらに高い水位の位置に設置されたフロートスイッチ１２ｃが水位を検出する（ＯＮ状態になる）まで給水ポンプ２を動かす。フロートスイッチ１２ｃが水位を検出する（ＯＮ状態になる）と、給水ポンプ２の霧化槽３への給水動作を停止する。

次に、超音波霧化ユニット４を起動させて、超音波振動子の音圧により霧化漕３内の水は霧化され、送風ファン８の送風により発生した霧が吐出管６へ送り出される。このときの霧の粒子径は概ね４〜２０ミクロンの粒子になるが、送風ファン８の風圧により２０μｍの大きな粒子まで吐出管６へ送られてしまう。霧の粒子径が２０μｍの粒子は非常に大きく、そのまま吐出管６へ送られると吐出口を覆うフィルター部材９がすぐに濡れてしまい液だれしてしまう。このため、内側隔壁２２ａに直交するように設けたられた選別板５を霧化漕３内に設けることにより、粒子径の大きな霧が直接吐出管６へ送り出されず、自重で霧化槽３の水槽内へ戻るようになっている。

運転／停止スイッチ１１が投入されてから、制御基板１０は送風ファン８を例えば図７（Ａ）のタイミングチャートに示すように、２秒間隔で駆動と停止を交互に繰り返す。これにより、図２に示すように霧化槽３で発生した霧を吐出管６へ送り出して一時的に溜めこむことができる。そして、送風ファン８の送風によりフィルター部材９を通過する際に霧の粒子径が揃えられた拡散し難い見た目にもドライアイスから作られたような濃い霧を連続して発生させることができる（図１０（Ａ）参照）。

超音波霧化ユニット４が動作して霧化漕３の水が霧化され外部へ吐出されていくと水位は徐々に下がってくる。まず一番上部に設置されたフロートスイッチ１２ｃのフロートが下がり（ＯＦＦ状態となる）、水が無いと判断されるが、このとき給水ポンプ２は停止したままである。さらに水位が減っていくとフロートスイッチ１２ｂのフロートが下がる（ＯＦＦ状態となる）。このとき、制御基板１０は給水ポンプ２を動作させ、貯留タンク１から霧化槽３への給水を再開する。以降、上記動作を繰り返すことで、霧化槽３内の水位を所定に維持することができる。

しかしながら、貯留タンク１の水が無くなった場合はいくら給水ポンプ２を動作させてもそれ以上水は供給されない事になるので、いずれ霧化漕３内の水が無くなる。この場合、霧化槽３に水が無くなると超音波霧化ユニット４が空焚き（水無し）運転になり即時に破損する。このため、フロートスイッチ１２ａのフロートが下がった（ＯＦＦ状態となる）時点で制御基板１０は超音波霧化ユニット４の霧化動作を止めて破損を防止する。

以上説明したように、霧化槽３に供給された水に超音波霧化ユニット４で超音波振動を加えて霧化し、霧化槽３に所定のタイミングで送風ファン８より送風することで発生した霧を霧化槽３から吐出管６へ送り出して霧化量を増やすことができる。そして、滞留した霧がフィルター部材９を構成する多孔質材を通過する際に整流されかつ霧の粒子径が均一に揃えられて拡散し難く流動性の低い見た目にもドライアイスから作られたような濃い霧を発生させることができる。
またフィルター部材９は第１の多孔質フィルター９ａとそれより目の細かい第２の多孔質フィルター９ｂとが積層された複合材を用いることで、吐出管６に送り出した密度の濃い霧が整流されて霧の粒子径が均一となり拡散し難い見た目にも流動性の低い濃い霧を発生させることができる。

また、霧化槽３に送風する送風ファン８を所定間隔で間欠運転させて霧化槽３で発生した霧を吐出管６へ送り出すことにより、霧化槽３で発生した霧を吐出管６内で一時的に滞留した状態を形成できるので霧化量が増えて密度の高い濃い霧を連続して発生させることができる。

１ 貯留タンク １ａ，２ａ 給水管 １ｂ リターン管 ２ 給水ポンプ ３ 霧化槽 ４ 超音波霧化ユニット ５ 選別板 ６ 吐出管 ７ 装置本体 ８ 送風ファン ８ａ 送風路 ８ｂ 送風管 ９ フィルター部材 ９ａ 第１の多孔質フィルター ９ｂ 第２の多孔質フィルター １０ 制御基板 １０ａ ＣＰＵ １０ｂ 記憶部 １０ｃ カウンター １０ｄ タイマー １１ 運転／停止スイッチ １２ａ，１２ｂ，１２ｃ フロートスイッチ １３ 洗浄スイッチ １４ 人感センサー １５ 冷却装置 １６ 除菌装置 １７ ＬＥＤランプ １８ 排水槽 １９ 排水管 ２０ バルブ ２１ オーバーフロー管 ２２ａ 内側隔壁 ２２ｂ 外側隔壁 ２３ 温度センサー ２４ ヒーター ２５ 紫外線殺菌灯 ２６ 電極 ２７ 逆流防止弁 Ｍ 霧

Claims (8)

1. 液体を貯留する貯留タンクから霧化槽に液体を供給する供給手段と、
   前記霧化槽に供給された液体に超音波振動を加えて霧化する霧化手段と、
   前記霧化槽に所定のタイミングで送風することで当該霧化槽に発生した霧を吐出管へ送り出して一時的に滞留した状態を形成しながら吐出させる霧吐出手段と、
   前記吐出管の先端開口を均一な厚さの多孔質材で覆って装着されるフィルター部材と、
   前記吐出管内に滞留した霧を前記フィルター部材を通じて吐出させるために装置各部の動作を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする霧発生装置。
2. 前記フィルター部材は第１の多孔質フィルターとそれより目の細かい第２の多孔質フィルターとが積層されたものが用いられる請求項１記載の霧発生装置。
3. 前記霧吐出手段は、前記霧化槽に送風する送風ファンを所定間隔で間欠運転させて当該霧化槽で発生した霧を前記吐出管へ送り出す請求項１又は請求項２記載の霧発生装置。
4. 前記霧化槽には霧化された霧を迂回させて吐出管へ案内するガイド部材が設けられている請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の霧発生装置。
5. 前記送風ファンより取り込まれた外気が迂回しながら霧化槽内に到達するように送風路を仕切る隔壁が前記霧化槽天板及び液槽表面と各々隙間を設けて形成されている請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の霧発生装置。
6. 前記送風ファンから前記霧化槽へ送風する送風路には、当該送風路を常時遮断するように付勢され、送風された風圧で開放する逆流防止弁が設けられている請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の霧発生装置。
7. 前記霧化手段による霧化動作が停止した後、前記霧吐出手段による送風動作を所定時間継続し、前記霧化槽及び前記吐出管に滞留する霧を吐出させる請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の霧発生装置。
8. 前記霧吐出手段の送風ファンを間欠運転させる際に、停止時間内に前記送風ファンがチョッパ制御により霧が吐出しない程度にＯＮ／ＯＦＦされて運転制御される請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の霧発生装置。