JP2018086634A - 液体噴霧装置 - Google Patents

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Yoichi Nakano
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Abstract

【課題】 広範囲により長い時間浮遊可能な微細なミストを噴霧する。【解決手段】液体噴霧装置1は、圧縮空気供給管121の吐出口1213が内部に臨んでいると共に、液体収容部11の上方部に配設されたミスト受けケース120Aを有し、このミスト受けケース120Aにノズル124が設けられている。ミスト受けケース120Aには、液体収容部11に連通する還流口が設けられている。圧縮空気の供給により収容部連通部122から吸い上げられる液体は、吐出口1213からミストとしてミスト受けケース120A内に噴き出され、ノズル124から外部に噴霧される。所定の粒子径以下のミストは、ノズルから外部に噴霧されるが、それよりも粒子径の大きなミストはミスト受けケース120A内に残る。【選択図】 図2

Description

本発明は、芳香剤、消臭剤、除菌剤、殺菌剤等の各種液体をミストとして噴霧する液体噴霧装置に関する。
従来、芳香あるいは消臭によってトイレなどの空間のエア環境を好ましい状態にするエアフレッシュナーが開発されている。すなわち、空間に芳香剤を噴霧する芳香器や芳香装置、あるいは、消臭剤を噴霧する消臭器や消臭装置などがこのエアフレッシュナーに該当する。
上記の芳香器や消臭器の場合は、単に芳香剤や消臭剤を容器内に充填しただけである。例えば、芳香器では芳香剤を自然蒸発させて発散させるので、室内空間に部分的に芳香の強い所ができたり、芳香の弱い所ができたりする。特に、広い空間の場合は芳香が空間全体に均一に行きわたりにくい。その点は、消臭器の場合も同様である。
上記の問題を解消するため、例えば、特許文献1では、一般家庭のトイレのような狭い空間はもとより、ホテルやレストランなどのトイレのような広い空間においても、芳香剤や消臭剤が均一に行き渡るような工夫がなされた芳香装置あるいは消臭装置として使用できるものが開示されている。すなわち、吸込口と吹出口を有する本体ケースの内部に、液状芳香剤等を封入した容器を配置し、その容器内の液状芳香剤等が、本体ケースにおけるエアの吸込口と吐出口との間のエア流路部へ発散するように配置される。そして、エア流路部に配置される電動ファンの駆動により、前記吸込口から前記吹出口までの間でエアの流れを生じさせる。
電動ファンが駆動すると、エアが吸込口からエア流路部へ吸い込まれる。そのエアは容器内の液状芳香剤等を強制的に蒸発させて発散させ、吹出口から外部へ吹き出す。そのようにしてトイレなどの室内を芳香で満たしたり、消臭したりする。
一方、特許文献2では、芳香剤や消臭剤を吸い上げる薬液ノズルの吐出口付近に、エアノズルの噴射口を配置し、エアノズルからエアを噴射する際に薬液ノズルの吐出口から吐出される薬液を吹き飛ばすタイプのエアフレッシュナーが開示されている。
特開平5−329199号公報 実用新案登録第3201503号公報
特許文献1に開示された芳香剤や消臭剤を発散させる装置は、広い空間に対して芳香等を全体に均一に行き渡らせるようにする点では効果的であるが、容器から蒸発した芳香剤等の薬液を電動ファンにて外部へ吹き出すので、蒸発しやすい成分だけが先に消費されやすい。そのため、容器を設置した初めはよく芳香するが、時間の経過とともに芳香が薄れていくという問題がある。
これに対し、特許文献2に開示のエアフレッシュナーの場合は、エアによって薬液を遠くへ吹き飛ばす構成であるため、特許文献1に記載の装置と比較して、薬液のミストを長時間に亘って空中を漂わせ、薬液の効能が広いエリアでより長く働くという利点を有する。しかしながら、特許文献2の構造は、薬液ノズルの吐出口の外部でエアと接触する構造であるため、吐出された薬液の全てが吹き飛ばされるというのではなく、エアにうまく接触せずに比較的粒子径の大きい状態で、吐出口付近で落下してしまうものもある。そのため、空間をより均一に芳香、消臭するという効果の点で改善の余地があり、また、薬液の無駄にもなる。
また、薬液をより広範囲に吹き飛ばそうとする場合、エアを供給するコンプレッサーとしてより高い出力の得られるものを使用することが考えられる。しかし、交流電源を使用する構成とすると、コンセントの設置位置との関係で設置場所が制限される。その一方、特許文献2のように電池を用いる場合、コンプレッサーとしてより高い能力のものを用いようとすると、電池の使用数が増加し、あるいは、使用数を増やさずに駆動可能であるとしても、電池寿命が短くなるという課題がある。
本発明は上記に鑑みなされたものであり、芳香剤や消臭剤、あるいは、それらだけでなく除菌剤や殺菌剤等の各種液体をより細かなミストとして噴霧でき、それらの液体の効能を、より広い空間に対してより均一に行きわたらせることができる液体噴霧装置を提供することを課題とする。また、本発明は、かかる課題に加え、電源部に電池を用いる場合に、より能力の高いコンプレッサーを使用しても、電池の使用数の増加を抑制し、あるいは、電池寿命を長くすることができる液体噴霧装置を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る液体噴霧装置は、噴霧用の液体が収容された液体収容部と、前記液体収容部内の液体をミストとして噴霧する噴霧機構部とを有し、前記噴霧機構部は、圧縮空気供給管と、前記圧縮空気供給管に連結される収容部連通管と、前記圧縮空気供給管の吐出口が内部に臨んでいると共に、前記液体収容部の上方部に配設されたミスト受けケースと、前記ミスト受けケースから外方に延びるように設けられたノズルとを有し、
前記圧縮空気供給管を通過する圧縮空気により、前記収容部連通管から吸引される液体がミストとして前記吐出口から前記ミスト受けケース内に吐出され、所定の粒子径以下のミストが前記ノズルを介して外部に噴霧され、前記ノズルから外部に噴霧されなかったミストは前記ミスト受けケースに設けられた還流口を経て前記液体収容部に還流される構成であることを特徴とする。
前記圧縮空気供給管に、複数の細径部が形成されており、そのうち、前記吐出口に最も近い細径部近傍に前記収容部連通管が連結されている構成であることが好ましい。
前記収容部連通管が連結されている細径部近傍を含む部位が、圧縮空気の流れ方向に沿って次第に径が細くなる略円錐状に形成されていることが好ましい。
また、前記噴霧機構部に電力を供給する電源部を有しており、
前記電源部が、複数枚のソーラーパネルと、前記の各ソーラーパネルに向けて発光する複数のLEDと、前記複数のLEDに電力を供給する電池とを備えてなる構成とすることが好ましい。
本発明の液体噴霧装置は、圧縮空気供給管の吐出口が内部に臨んでいると共に、液体収容部の上方部に配設されたミスト受けケースを有し、このミスト受けケースにノズルが設けられている。また、圧縮空気供給管には、液体収容部内の液体に一端が浸漬された収容部連通部が連結されている。また、ミスト受けケースには、液体収容部に連通する還流口が設けられている。従って、圧縮空気の供給により収容部連通部から吸い上げられる液体は、吐出口からミストとしてミスト受けケース内に噴き出され、その後、ノズルから外部に噴霧される。そのため、所定の粒子径以下のミストは、ノズルから外部に噴霧されるが、それよりも粒子径の大きなミストはミスト受けケース内に残ることになる。ミスト受けケースには還流口が設けられているため、粒子径の大きなミストは、該還流口を介して液体収容部に回収される。そのため、液体の無駄な消費がなく、また、所定の粒子径以下のミストのみが外部に放出されるため、より広い空間に対してより均一に行きわたらせることができる。
また、圧縮空気供給管に複数の細径部を設け、そのうち、吐出口に最も近い細径部近傍に収容部連通管を連結する構成とした場合には、細径部と細径部との間で圧縮空気の渦が生じやすくなり、吸い上げられた液体をその渦によってより細かな粒子径とすることができる。
また、電源部として、複数枚のソーラーパネルと複数のLEDを備え、そのLEDを電池で発光させるた構成とすると、複数枚のソーラーパネルで発電される合計した電力を、電池の電力よりも増すことができる。従って、この発電した電力を電源として用いることで、噴霧機構部に設けられる圧縮空気を供給するコンプレッサーとしてより高性能なものに対応できる。その一方、電池はLEDを発光させるために使用されるため、電池自体の消費電力は少なく、電池の長寿命化に貢献できる。
本発明の一の実施形態に係る液体噴霧装置の構成を示す図である。 上記一の実施形態に係る液体噴霧装置の要部を示す断面図である。 電源部の一例の概略構成を示した図である。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る液体噴霧装置1の構成を示す図である。また、図2は、液体噴霧装置1の内部構造を示す垂直断面図である。図1に示されるように、液体噴霧装置1は、液体収容部11、噴霧機構部12等を含む。
液体収容部11は、芳香剤、消臭剤、除菌剤、殺菌剤等の各種液体を内部に収容するためのものである。本実施形態において、液体収容部11は、開口上部を備え、内部が中空のボトル型容器である。なお、液体収容部11は、芳香剤等を収容可能であると共に、後述の噴霧機構部12に芳香剤等を供給できるものであれば、特に限定されるものではない。
噴霧機構部12は、液体収容部11内の芳香剤等の液体をミスト化し、これを外部に噴霧するものである。本実施形態において、噴霧機構部12は、液体収容部11の前記開口上部に連結されるミスト受けケース120A、コンプレッサー120B、制御部120C及び電源部120Dを有して構成される。ミスト受けケース120Aの内部構造の詳細は後述する。
コンプレッサ120Bは、ミスト受けケース120A内を通過するように配設される圧縮空気供給管121内に圧縮空気を供給するものである。後述のように、コンプレッサ120Bによって圧縮空気供給管121内で芳香剤等の液体を微細化する。なお、圧縮空気の圧力等の諸条件を調整することで、芳香剤等の液体の微細化の程度も調整可能である。
本実施形態において、コンプレッサ120Bは、電源部120Dから電力の供給を受けて動作する。電源部120Dとしては電池(乾電池、充電池のいずれでもよい)で動作可能なコンプレッサを用いることで、設置場所の制約なしに液体噴霧装置1を所望の位置に配設させることが可能となる。ただし、コンプレッサ120Bの電源は、これに限られず、太陽電池等であってもよいし、乾電池等と併用してもよい。乾電池と併用することにより、乾電池の電池電圧が低下した場合においても太陽電池からの電力でコンプレッサ120Bを動作させることができる。
制御部120Cは、コンプレッサ120B及び電源部120Dと電気的に接続され、コンプレッサ120Bの駆動及びその停止を制御するものである。本実施形態において、制御部120Cは、後述する各種センサとの間で信号のやり取りを行う通信手段を備え、上記センサからの信号に基づき、コンプレッサ120Bの駆動を制御する。なお、制御部120Cは、適正量の芳香剤等の液体が噴霧されるに十分な時間が経過すると、コンプレッサ120Bの駆動を停止させるよう、プログラムされていてもよい。
次に、液体噴霧装置1の内部(特に、噴霧機構部12のミスト受けケース120Aの内部)構造について、図2を用いて説明する。図2に示されるように、ミスト受けケース120A内には、圧縮空気供給管121及び収容部連通管122が配設されていると共に、外方に突出するノズル124を有している。
圧縮空気供給管121は、コンプレッサ120Bと接続され、圧縮空気を供給する。より詳しくは、ミスト受けケース120Aの周壁部を貫通して一部が内部に臨み、一部が外部に突出しているケース連通管121Aと、このケース連通管121Aの外部とコンプレッサ120Bとを接続するチューブ121Bとを有している。本実施形態の圧縮空気供給管121のケース連通管121A内には、中途に、内径が狭まる細径部1211,1212を圧縮空気の流れ方向に沿って2箇所設けられている。そして、先端開口部が吐出口1213となっている。また、上流側すなわちコンプレッサ120B側の細径部1212と吐出口1213側の細径部1211との間は、圧縮空気の流れ方向に沿って次第に径が細くなる略円錐状に形成された円錐管部1214となっている。
収容部連通管122は、細長いチューブ状のもので、圧縮空気供給管121のケース連通管121Aにおける吐出口1213側の細径部1211に一端が接続される。収容部連通管122の他端は、ミスト受けケース120Aの底部に設けられる連通孔123aに装填されるパッキン123bの中空部123cを通過し、液体収容部11内に臨む。すなわち、液体収容部11に芳香剤等の液体が収容された状態において、収容部連通管122の他端は、該液体に浸入する。
ここで、収容部連通管122は、圧縮空気供給管121の吐出口1213寄りの細径部1211近傍(細径部1211のいずれかの部位でもよいが、好ましくは本実施形態のように円錐管部1214の範囲の中の細径部1211寄りの部位)に接続されている。圧縮空気は、まず、コンプレッサ120B側の細径部1212を通過することにより流速が増し、その後、円錐管部1214を通過し、再び細径部1211を通過するため速い流速で通過する。そのため、2つの細径部1211,1212付近は減圧状態になり、収容部連通管122から液体が吸い上げられる。このとき、圧縮空気は、流れ方向一つ目の細径部12121から2つ目の細径部1211に流れる際に円錐管部1214を通過するため、その部位で渦を巻くようになり、収容部連通管122か吸い上げられた液体がその渦によってより微細化される。
また、ミスト受けケース120Aの底部であって、パッキン123bの周囲においては、貫通孔1231が形成されている。後述のように、ミスト受けケース120A内に留まった芳香剤等の液体は、貫通孔1231を経由して液体収容部11に還流される。従って、本実施形態において、貫通孔1231は、液体収容部11へ芳香剤との液体を還流する還流口として機能する。なお、還流口は、外部に噴霧されずにミスト受けケース120Aの内面に付着した芳香剤等の液体を液体収容部11へ還流できればよく、ミスト受けケース120Aの底部付近のいずれかに開設されていればよい。
ノズル124は、ミスト受けケース120Aの外方に突出するように設けられ、このノズル124を通じて、圧縮空気供給管121の吐出口1213から吐出されるミストが外部に噴霧される。ノズル124の傾斜角(図2に示される水平方向線との成す角θ)は本実施形態のように45°に設定することが好ましい。これにより、芳香剤等の液体の噴霧範囲をより広範とすることができる。但し、用途によって噴霧範囲を限定したい場合もあるため、その角度は何ら限定されるものではない。
次に、液体噴霧装置1の作用について説明する。コンプレッサ120Bの駆動により、圧縮空気が、圧縮空気供給管121に供給され、該圧縮空気供給管121内を吐出口1213に向かって流れる。圧縮空気が上記のように2つの細径部1211,1212を流れることにより、減圧されるため、収容部連通管122を通じて、液体収容部11内の液体が吸い上げられ、圧縮空気供給管121の吐出口1213寄りの細径部1211近傍、本実施形態では上記のように円錐管部1214内に至る。
吸引された液体は、圧縮空気で吹き飛ばされてミスト化されるが、特に、本実施形態では、円錐管部1214内における圧縮空気の渦の作用によってより微粒子化され、吐出口1213からミスト受けケース120Aの中空部1232内に吐出される。中空部1232内に吐出されたミストは、さらにノズル124を通じて外部に噴霧される。このような過程を経ることにより、ノズル124から外部に噴霧される液体のミストの粒子径は小さくなる。ノズル124から噴霧されるミストは、平均粒子径10μm以下であることが好ましい。また、より広範囲に浮遊させ、あるいは物品に付着した際の速やかな乾燥のため、平均粒子径は3μm以下であることがより好ましく、1μm以下であることが更に好ましい。
ここで、液体のミストを吐出する圧縮空気供給管121の吐出口1213は、上記のように、ミスト受けケース120A内に配置されている。すなわち、液体のミストは、吐出口1213から一旦ミスト受けケース120A内に噴霧され、ミスト受けケース120Aの内面に接し、中空部1232内を回転するようにあるいは渦を巻くように流れつつ、ノズル124を介して外部に排出(噴霧)される。そのため、細径部1211において圧縮空気によりミスト化された液体のうち、粒子径の小さいミストほど、ノズル124を介して外部に噴霧されやすくなる。その一方、中空部1232内を回転する際の遠心力の働き等によって粒子径の大きなミストは、ミスト受けケース120Aの内面やノズル124の内面に付着し、ノズル124を通じて外部に噴霧されず、圧縮空気の供給が停止した後、ミスト受けケース120Aの底壁方向に流下し、還流口である貫通孔1231を通じて、液体収容部11内に還流される。
すなわち、ミスト受けケース120A及びノズル124に係る上記構造は、所定の粒子径以下のミストのみを外部に排出すると共に、所定の粒子径より大きいミストをミスト受けケース120A内に留めるフィルターとしての機能を果たす。これにより、極微細のミストのみがノズル124の外部に排出される。粒子径の小さいミストは、質量が軽く、重力によって落下しにくいため、広範な領域に芳香剤等のミストを噴霧させることができる。
また、上記のようにノズル124の外部に噴霧されなかったミストは、ミスト受けケース120Aの底壁に設けた還流口としての貫通孔1231を介して液体収容部11に還流する。従って、本実施形態の液体噴霧装置1は、芳香剤等を無駄なく利用することができる。
本実施形態の液体噴霧装置1は、上記のような簡易な構造であるにも関わらず、所定の粒子粒以下の極微細なミストのみを外部に噴霧させることが可能な機構(噴霧機構部12)を備える。上記微細化されたミストは、軽量であると共に、空気中を広範に漂うことが可能であることから、所定の空間芳香、空間消臭等に適すると共に、物品等に付着しても速やかに乾燥することから、物品用の芳香剤、消臭剤、除菌剤等の噴霧にも適している。従って、不特定多数の者によって使用される商業用ビルディングや公園、駅舎等のトイレ内の芳香、消臭、除菌等にも適している。また、ごみ箱等の容器に付設して、その容器内の芳香、消臭、除菌等に用いることもできる。
ここで、電源部120Dは、配置の自由度を高めるため、交流電源ではなく、電池(乾電池、充電池のいずれでもよい)を用いることが好ましいことは上記したとおりである。しかしながら、電池駆動とした場合には、電池交換等、メンテナンス作業に留意する必要がある。そこで、電源部120Dとしては次のような構成のものを用いることが好ましい。
この電源部120Dは、図3に示すように、内部が空洞の直方体の枠体51を備える。直方体の枠体51は6つの内壁面52を内部に備える。すなわち、上壁面52aと底壁面52bと4つの側壁面52c,52d,52e,52fである。上壁面52aと底壁面52bはほぼ正方形であり、4つの側壁面52c,52d,52e,52fはほぼ同じ長方形である。前記の4つの側壁面52c,52d,52e,52fの内側には、それぞれ順に対応してソーラーパネル53a,53b,53c,53dが配置されている。従って、合計4枚のソーラーパネル53a,53b,53c,53dが、枠体11の内部の中央に向けて配置されている。
4枚のソーラーパネル53a,53b,53c,53dのほぼ中央位置には、上壁面52aと底壁面52bに固定した支柱55が配置されており、4つのLED54a,54b,54c,54dがそれぞれ順に対応するソーラーパネル53a,53b,53c,53dの表面(太陽電池の面)に向けて発光するように前記の支柱55に取付けられている。
さらに、前記の各LED54a,54b,54c,54dは、枠体11の外部に備えた電池56の電力が電線コード57にて供給される構造である。本実施形態では、2本の単三型乾電池56a,56bが直列に接続されている。
また、4枚のソーラーパネル53a,53b,53c,53dは直列に接続されており、発電された電力が電線コード18にて噴霧機構部12のコンプレッサ120B及び制御部120Cに送電されるように配線されている。
ここで、上記の電源部120Dにおいて、乾電池56a,56bの送電圧と、4枚のソーラーパネル53a,53b,53c,53dの合計の発電圧を測定したところ、前者が3.191V(ボルト)で、後者が4.01V(ボルト)であった。従って、4枚のソーラーパネル53a,53b,53c,53dの合計の発電圧の方が0.819V(ボルト)高かった。そのため、乾電池56a,56bによる駆動力を上回る能力のコンプレッサー120Bであっても、ソーラーパネル53a,53b,53c,53dからより高い電力が得られることにより、駆動させることが可能となる。すなわち、上記電源部120Dを用いることにより、より能力の高いコンプレッサー120Bを利用することができる。
また、4つのLED54a,54b,54c,54dは、直列に接続された2本の単三型乾電池56a,56bの電力によって高効率で点灯し、この4つのLED54a,54b,54c,54dの光エネルギーによって各ソーラーパネル53a,53b,53c,53dの発電がなされる。よって、2本の乾電池56a,56bの電力は、LED54a,54b,54c,54dの点灯に利用され構成であるため、長い電池寿命が期待できる。なお、上記説明における乾電池、LED、ソーラーパネルの各使用数はあくまで一例であり、適宜に決定できることはもちろんである。
1 液体噴霧装置
11 液体収容部
12 噴霧機構部
120A ミスト受けケース
120B コンプレッサ
120C 制御部
120D 電源部
121 圧縮空気供給管
1211,1212 細径部
1213 吐出口
1214 円錐管部
122 収容部連通管
124 ノズル
53a,53b,53c,53d ソーラーパネル
54a,54b,54c,54d LED
56a,56b 乾電池

Claims (4)

  1. 噴霧用の液体が収容された液体収容部と、前記液体収容部内の液体をミストとして噴霧する噴霧機構部とを有し、
    前記噴霧機構部は、
    圧縮空気供給管と、
    前記圧縮空気供給管に連結される収容部連通管と、
    前記圧縮空気供給管の吐出口が内部に臨んでいると共に、前記液体収容部の上方部に配設されたミスト受けケースと、
    前記ミスト受けケースから外方に延びるように設けられたノズルと
    を有し、
    前記圧縮空気供給管を通過する圧縮空気により、前記収容部連通管から吸引される液体がミストとして前記吐出口から前記ミスト受けケース内に吐出され、所定の粒子径以下のミストが前記ノズルを介して外部に噴霧され、前記ノズルから外部に噴霧されなかったミストは前記ミスト受けケースに設けられた還流口を経て前記液体収容部に還流あれる構成であることを特徴とする液体噴霧装置。
  2. 前記圧縮空気供給管に、複数の細径部が形成されており、そのうち、前記吐出口に最も近い細径部近傍に前記収容部連通管が連結されている請求項1記載の液体噴霧装置。
  3. 前記収容部連通管が連結されている細径部近傍を含む部位が、圧縮空気の流れ方向に沿って次第に径が細くなる略円錐状に形成されている請求項2記載の液体噴霧装置。
  4. 前記噴霧機構部に電力を供給する電源部を有しており、
    前記電源部が、
    複数枚のソーラーパネルと、
    前記の各ソーラーパネルに向けて発光する複数のLEDと、
    前記複数のLEDに電力を供給する電池と
    を備えてなる請求項1〜3のいずれか1に記載の液体噴霧装置。
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