JP4867901B2 - ミスト発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミスト発生装置に関する。

従来、液体からミストを生成して放出するミスト発生装置は、人体に向けて用いられることで、人体を洗浄するための装置や、肌に潤いを与える等の美容効果を目的とした装置として広く用いられている。このようなミスト発生装置において、放出するミストにミネラルを含有させるために、ミストを生成するための液体にミネラルを混入させることが望まれている。

例えば、特許文献１に開示されているように、ミネラルを含む溶液を生成するために、流量を制御可能な汎用の電磁ポンプにより、電解質を貯蔵したタンクに通水させる技術が提案されている。更には、電解質溶液の濃度を制御するために、通水路に複数個の電解質タンクを切り替え可能に設置する技術が提案されている。この構成により、切り替え制御により電解質濃度を所望の濃度とすることが可能となっている。
特開２００６−７５７２３号公報

しかしながら、上記従来の技術であると、１つの電解質タンクに通水される構成であれば、そのタンクに通水される水に対して電解質が溶解してしまい、所望の濃度よりも高い電解質溶液が生成される場合があった。また、所望の濃度の電解質を生成するために、通水路に複数個の電解質タンクを設け、複数個の電解質タンクの間で切り替え制御を行うと、構成が複雑になるとともに、制御が煩雑となってしまうという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、自動的に所望の濃度の液体を送液してミストを生成することができるミスト発生装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、液体が通水される通水路と、ミストを生成するための液体が貯留される液体貯留部と、前記通水路を介して前記液体貯留部の液体が供給される混合部と、前記通水路から分岐され、前記通水路から液体を吸引する液体供給手段を備えた第１分岐路と、前記第１分岐路から分岐され、剤を含む液体を貯留する貯留部を備えた第２分岐路と、前記混合部の液体を噴霧する噴霧手段とを備えたミスト発生装置において、前記第１分岐路は、その両端側が前記通水路に接続され、前記第２分岐路は、その一端側が前記第１分岐路における前記液体供給手段の下流側に接続されるとともに、その他端側が前記混合部に接続され、前記混合部は、前記通水路、前記第１分岐路及び前記第２分岐路を通過した液体を混合し、前記第１分岐路と前記第２分岐路との内径比を、１０対１に設定した。

同構成によれば、通水路に液体を供給すると、液体供給手段により第１分岐路に吸引された液体の一部が第２分岐路に供給され、第２分岐路を通過する液体に剤が混入される。このため、第１分岐路及び第２分岐路の径をそれぞれ設定することで、自動的に所望の濃度の液体を送液してミストを生成することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のミスト発生装置において、前記混合部の水質を検知する水質検知部と、前記検知部の検出結果に基づいて、前記液体供給手段を所定時間駆動する制御部とを備えた。同構成によれば、混合部の液体が所望の水質となるまで液体供給手段を駆動することで、自動的に所望の水質の液体を生成することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のミスト発生装置において、前記貯留部には、該貯留部の空気を排出する空気排出弁を設けた。同構成によれば、初期通水時に、空気排出弁から貯留部内の余分な空気が排出され、貯留部は水で満たされるため、貯留部内の空気が液体供給手段を動かしたときに生じる圧を吸収することがなく、剤を含む溶液の精度を向上することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のうち何れか１項に記載のミスト発生装置において、前記第２の分岐路に、逆止弁を設けた。同構成によれば、剤が濃度拡散により逆流して第１の分岐路内に混入するのを防止することができ、混合部の剤濃度を一定に保つことが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のうち何れか１項に記載のミスト発生装置において、前記貯留部には、前記剤を生成するための固形剤が充填されている。同構成によれば、貯留部に通水させることで、剤を含んだ溶液を生成することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のミスト発生装置において、前記固形剤は亜鉛塩である。同構成によれば、混合部にて亜鉛イオンを含んだ混合液が生成され、噴霧手段により亜鉛イオンを含んだミストが噴霧される。

従って、上記記載の発明によれば、自動的に所望の濃度の液体を送液してミストを生成することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ミスト発生装置としての美顔器１は冷ミスト発生部２を備えている。冷ミスト発生部２は通水路としての液体供給路３を介してミストを生成するための液体が貯留された液体貯留部４に接続されている。

液体貯留部４のタンクホルダ５にはタンク６が装着される。タンク６は、図示しない止水ピンが設けられた蓋部７により開口部が閉止され、その蓋部７が下側となるようにタンクホルダ５に設置されている。タンクホルダ５には、止水ピンに対応する形状の突出ピン（図示略）が設けられている。タンク６は液体が注入された状態でタンクホルダ５に設置されることで、止水ピンが突出ピンにより押し込まれて水密性が解除され液体を流出させるものであり、タンクホルダ５にはタンク６から流出した液体が貯留される。

タンクホルダ５は、液体供給路３を介して、冷ミスト発生部２の下部に形成された液体を貯留する混合部８に接続されている。混合部８には、液体供給路３を介してタンクホルダ５の液体が供給され、タンクホルダ５と同じ水位まで貯留されている。また、混合部８には、混合部８に貯留された液体を加熱するヒータ９が設けられている。また、混合部８には、混合部８に貯留された液体の水質を検知する水質検知手段としての濃度センサ１０が設けられている。濃度センサ１０は混合部８に貯留された液体の濃度を検出し、検出信号を制御部１１に出力する。

また、液体供給路３には、液体供給路３から分岐された第１分岐路１２が接続されている。第１分岐路１２の両端部は液体供給路３に接続されている。第１分岐路１２には液体供給路３の液体を吸引する液体供給手段としてのポンプ１３が設けられており、ポンプ１３は制御部１１により駆動制御される。

また、第１分岐路１２のポンプ１３よりも下流側には、第１分岐路１２から分岐された第２分岐路１４が接続されている。第２分岐路１４は、一端側が第１分岐路１２に接続され、他端側が混合部８に接続されている。本実施形態では、第２分岐路１４の断面積は、第１分岐路１２の断面積の１０分の１とされている。第２分岐路１４の途中には、剤を含む液体を貯留する貯留部１５が設けられている。第２分岐路１４の貯留部１５よりも上流側には逆止弁１６が設けられている。貯留部１５の天井部には空気を排出する空気排出弁１７が設けられている。

貯留部１５には、冷ミストを吹き付ける肌に適した剤として亜鉛イオンを含む液体が貯留されている。勿論、貯留部１５に貯留される液体に含まれる剤は亜鉛イオンに限定されず、例えばマグネシウムイオン等の他のミネラルであってもよい。

液体供給路３に液体が供給されると、ポンプ１３の駆動により、第１分岐路１２に液体が吸引され、第１分岐路１２に流入した液体は更に第１分岐路１２から分岐されて第２分岐路１４に流入する。そして、第２分岐路１４に流入した液体は貯留部１５にて剤（亜鉛イオン）が混入され、混合部８へと流入する。制御部１１は、混合部８に貯留された液体の濃度を濃度センサ１０により検知しながらポンプ１３を駆動し、混合部８に貯留された液体が所望の濃度に達すればポンプ１３を停止する。

また、冷ミスト発生部２内には、筒状に形成された冷却部２１が、冷ミスト発生部２の上下方向に沿って延びるとともに、その下端が混合部８に貯留された液体内となるように固定されている。冷却部２１の上端は、縮径されてテーパ状に形成されている。そして、冷却部２１は、口述するベンチュリ効果により、混合部８の液体を上端まで上昇させるようになっている。

冷却部２１の外周には、放射状に複数の放熱フィン２２が設けられている。上記冷ミスト発生部２にはファン２３及び駆動部２４が収容されており、ファン２３は駆動部２４により駆動されることで冷却部２１に向けて空気を送風する。そして、冷ミスト発生部２内部には、ファン２３による空気流が冷却部２１に向かうように送風供給路２ａが形成されている。

冷却部２１の上部側方には、噴霧手段としてのミスト発生部３０が配置されている。ミスト発生部３０のエアポンプ３１は冷ミスト発生部２の内部に形成された中段２ｂに設置されており、エアポンプ３１からの空気流は、冷ミスト発生部２に形成された送風供給路（図示略）を介して、冷却部２１の先端近傍に配置された筒状に形成された送風路３２内に導かれる。送風路３２の先端には径が漸減する細径部３２ａが形成されている。その細径部３２ａの前方（図において左方）には、放出口２ｃが開口形成されている。その放出口２ｃの内径は、細径部３２ａの先端内径よりも大きく設定されている。そして、エアポンプ３１から送風路供給路内に導かれ細径部３２ａから放出された空気は、冷却部２１の先端上方を通過し、放出口２ｃから外部へと放出される。

また、美顔器１は、放出口２ｃから放出されるミストよりも高温のミストを生成して放出する温ミスト発生部４０を備えている。温ミスト発生部４０は、液体供給路４１を介して液体供給路３に接続され、タンクホルダ５に接続されている。温ミスト発生部４０は、上下方向に延びる略筒状に形成されており、下端が液体供給路４１に接続され、上端部は直角方向に屈曲されて放出口４３が形成されている。温ミスト発生部４０の下端は液体供給路４１が接続され、温ミスト発生部４０内にタンクホルダ５と同じ水位で液体が貯留されている。

温ミスト発生部４０の内部において放出口３２付近に隔壁４４が設けられることで、温ミスト発生部４０の下側には温ミスト発生室４５が形成されている。なお、隔壁４４には、開口４４ａが形成されている。そして、温ミスト発生室４５には、貯留された液体に接触する位置にヒータ４６が設置されている。

次に、上述した美顔器１の動作について説明する。
まず、タンク６内に所定量の精製水を注入してタンクホルダ５に設置すると、タンクホルダ５に設けられた突出ピンによってタンク６の蓋部７の止水ピンがタンク６の内側に押し込まれ、蓋部７の水密性が解除され、タンク６内の水はタンクホルダ５に貯留され、液体供給路３に通水され混合部８に水が貯留される。

この美顔器１の使用を開始するとき、第１分岐路１２のポンプ１３より下流側、第２分岐路１４内には水が満たされていないため、分岐路１２，１４内等に水を供給する初期通水が必要となる。この初期通水時において、ポンプ１３が駆動されると、液体供給路３を通過する水の一部が第１分岐路１２に吸い込まれ、更に、第１分岐路１２を流れる水の一部が第２分岐路１４に流入する。なお、第１分岐路１２を通過した水は、再び液体供給路３に戻される。第２分岐路１４に流入した水は、貯留部１５を通過することで剤（亜鉛イオン）が混入され、混合部８に送り込まれる。なお、このとき、貯留部１５の天井部には空気排出弁１７が設けられているため、貯留部１５内の空気は排出され、貯留部１５は液体で満たされる。また、第２分岐路１４には逆止弁１６が設けられているため、第２分岐路１４から第１分岐路１２に液体が逆流することは防止される。

つまり、分岐路１２，１４及び貯留部１５が水で満たされた後は、空気排出弁１７を開閉する必要はない。換言すると、空気排出弁１７は、初期通水時のみ開閉制御される。初期通水後、即ち貯留部１５内が液体（貯留部１５に貯留された剤を含む液体、及び第２分岐路１４を介して供給される水）で満たされた後は、貯留部１５内に空気が含まれないので、貯留部１５内の空気が液体ポンプ１３を駆動したときに生じる圧を吸収することはなく、剤を含む液体が貯留部１５から滞りなく流出され、混合部８へ供給される。

そして、液体供給路３（第１分岐路１２）及び第２分岐路１４を通過した水は、混合部８にて混合され、混合部８にて剤を含む溶液が生成される。制御部１１は、混合部８に貯留された液体の濃度を濃度センサ１０により検知しながらポンプ１３を所定時間だけ駆動するものであり、混合部８に貯留された液体が所定の濃度となればポンプ１３を停止する。混合部８に貯留された液体が所定の濃度となることは、分岐路１２，１４内が液体で満たされたこととなる。つまり、濃度センサ１０により、貯留部１５から剤を含む液体が混合部８に確実に供給されることを確認する。

第２分岐路１４の断面積は第１分岐路１２の断面積の１０分の１であるため、第２分岐路１４には第１分岐路１２の１０分の１の水が流入する。例えば、ポンプ１３が第１分岐路１２に５０（μＬ）の水を吸引した場合、第２分岐路１４には５（μＬ）の水が流入する。従って、液体ポンプ１３を所定時間駆動することで、貯留部１５から剤を含む所定量の液体を混合部８に供給することができる。そして、混合部８に貯留可能な液体の量は、混合部８の容積とタンクホルダ５に貯留される水の液面の高さにより決定される。このように、第１分岐路１２と第２分岐路１４の断面積（内径）を設定するともに、液体ポンプ１３の駆動時間を設定することで、所望の流量の水を第２分岐路１４、即ち貯留部１５に流入させ、混合部８にて所望の濃度の剤の水溶液を生成することが可能である。このため、混合部８の貯留される液体に含まれる剤の濃度を調整するためには上記濃度センサ１０の検知結果に基づく液体ポンプ１３の駆動は必要がない。つまり、濃度センサ１０検知結果に基づく液体ポンプ１３の制御は、初期通水時のみ必要となり、通常使用時では液体ポンプ１３を一定時間駆動するのみとなる。

通常使用時において、ヒータ９、エアポンプ３１及び駆動部２４が駆動される。エアポンプ３１が駆動されると、エアポンプ３１からの空気流は送風路３２を通って放出口２ｃに向かう。このとき、送風路３２において細径部３２ａ側の開口は送風路３２よりも充分小さい径とされるとともに放出口２ｃよりも充分小さい径とされているため、細径部３２ａは気体流路中の絞り部となりこの部分に負圧が発生する。このため、混合部８に貯留された液体が冷却部２１を通って吸い上げられる。すると、エアポンプ３１から送られてくる空気流と冷却部２１の上端開口から吸引された液体とが混合され、ミストとなって放出口２ｃから放出される。このように、本実施形態のミスト発生部３０は、ベンチュリ方式とされている。

また、ヒータ９は、混合部８に貯留された液体を殺菌する程度の温度まで上昇させるように駆動される。また、駆動部２４が駆動されることで、ファン２３が回転し、冷ミスト発生部２の内部において送風供給路２ａを介して冷却部２１に向けて空気が送風される。このため、混合部８にて加熱された液体は、冷却部２１を通過することで冷却されるとともに、ファン２３からの風により放熱フィン２２の熱が効率よく放熱され、ほぼ常温まで温度低下することとなる。

一方、タンクホルダ５に貯留された水が液体供給路３を介して液体供給路４１に供給され、温ミスト発生室４５に水が貯留されると、ヒータ４６が駆動される。すると、温ミスト発生室４５に貯留された水が加熱沸騰されミストが発生し、放出口４３を介して外部へと放出される。

美顔器１は、ミスト発生部３０にて生成された常温に近い温度の冷ミストの放出と、温ミスト発生部４０にて生成された高温の温ミストの放出とを交互に行う。また、美顔器１は、放出口２ｃからの冷ミストの放出と放出口４３からの温ミストの放出を複数回交互に行い、放出口２ｃからの冷ミストの放出を行った後にミストの放出を終了する。

制御装置は、この放出口２ｃからの最後の冷ミストを放出するに先立って、液体ポンプ１３を所定時間駆動する。この液体ポンプ１３の駆動により、貯留部１５から亜鉛イオンを含む所定量の液体が混合部８に供給され、この混合部８内にて亜鉛イオンを所定濃度含む液体が生成される。従って、放出口２ｃから最後に放出される冷ミストに亜鉛イオンが含まれる。

冷ミストに含まれた亜鉛イオンが肌に付着し、さらに肌内部に浸透することで、内因性タンパク質であるメタロチオネインが誘導生成される。メタロチオネインはチロシナーゼ活性を阻害し、活性酸素を消去する作用をもつ。チロシナーゼとはチロシンからメラニンを生成する過程にて作用する酵素であり、この酵素活性を阻害して活性酸素を消去することにより、メラニン生成を抑制することができる。

最後の冷ミストに亜鉛イオンを含めることで、剤を有効に活用することが可能となる。即ち、顔面に亜鉛イオンを含む冷ミストを浴びせた後、更に温ミストを浴びせると、剤が肌に付着した状態で温ミストを浴びることになり、温ミストの水分とともに剤が肌表面から滴り落ち、肌内部に浸透する亜鉛イオンの量が少なくなる。つまり、同程度の効果を得るためには、より多くの亜鉛イオンを含む冷ミストを肌に浴びせる必要があり、剤の消費量が多くなる。これを防止するため、肌に対して温ミストと冷ミストを交互に浴びせて刺激した後、最後の冷ミストに剤を含めることで、剤の使用量を最小限に抑えることが可能となり、貯留部１５の容量も小さくすることができ、美顔器１全体をコンパクトにすることができる。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）美顔器１では、液体供給路３に液体を供給すると、ポンプ１３により第１分岐路１２に吸引された液体の一部が第２分岐路１４に供給され、第２分岐路１４を通過する液体に剤が混入される。このため、第１分岐路１２及び第２分岐路１４の径をそれぞれ設定することで、自動的に所望の濃度の液体を送液したミストを生成することができる。

（２）制御部１１は混合部８に貯留された液体の濃度が所定の濃度となるまでポンプ１３を駆動するため、混合部８にて自動的に所望の濃度の液体を生成することができる。
（３）初期通水時に貯留部１５に水が流入するとき、空気排出弁１７から貯留部１５内の余分な空気が排出され、貯留部１５は水で満たされるため、貯留部１５内の空気がポンプ１３を動かしたときに生じる圧を吸収することがなく、剤を含む溶液の精度を向上することができる。

（４）第２分岐路１４の貯留部１５よりも上流側に逆止弁１６が設けられているため、剤が濃度拡散により逆流して第１分岐路１２内に混入するのを防止することができ、混合部８の濃度を一定に保つことが可能となる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、貯留部１５に剤（亜鉛イオン）を含む液体を貯留させるものとしたが、図２に示すように、初期通水前の貯留部５１に剤を生成するための固形剤５２を充填してもよい。この場合、貯留部５１に、側面の上方から液体が流入し、側面の下方から流出するように、第２分岐路１４を貯留部５１に対して接続すればよい。亜鉛イオンを生成するための固形剤５２は亜鉛塩であり、この亜鉛塩には、硫酸亜鉛、硝酸亜鉛、塩化亜鉛、炭酸亜鉛および酢酸亜鉛よりなる群から選択される少なくとも１種である。硫酸亜鉛は水に溶解し易い性質を持つため、初期通水前の貯留部５１に充填する固形剤５２には最適である。このように構成すると、貯留部５１に通水するだけで、その都度、剤を含んだ飽和溶液を生成することができるため、貯留部５１の容積を最小限に抑えることができる。例えば、貯留部１５，５１で剤を含む同量の冷ミストを生成する場合、剤を含む液体を充填した貯留部１５の容積は約２０（ｃｍ^３）となり、固形剤５２を充填した貯留部５１の容積は約５（ｃｍ^３）となる。

・上記実施形態では、ミスト発生部３０によりミストを発生させる方法としてベンチュリ方式を採用しているが、ミストを発生させる方法は、例えば超音波方式や放電方式等他の方法としてもよい。超音波方式や放電方式でミストを生成すると、ミストの粒径を小さくすることができ、ミストを顔全体にムラなくいきわたらせることが可能となる。

一実施形態の美顔器の概略構成図である。 別例の美顔器の概略構成図である。

符号の説明

１…ミスト発生装置としての美顔器、３…通水路としての液体供給路、８…混合部、１０…水質検知部としての濃度センサ、１１…制御部、１２…第１分岐路、１３…液体供給手段としてのポンプ、１４…第２分岐路、１５，５１…貯留部、１６…逆止弁、１７…空気排出弁、３０…噴霧手段としてのミスト発生部、５２…固形剤。

Claims (6)

1. 液体が通水される通水路と、ミストを生成するための液体が貯留される液体貯留部と、前記通水路を介して前記液体貯留部の液体が供給される混合部と、前記通水路から分岐され、前記通水路から液体を吸引する液体供給手段を備えた第１分岐路と、前記第１分岐路から分岐され、剤を含む液体を貯留する貯留部を備えた第２分岐路と、前記混合部の液体を噴霧する噴霧手段とを備えたミスト発生装置において、
   前記第１分岐路は、その両端側が前記通水路に接続され、
   前記第２分岐路は、その一端側が前記第１分岐路における前記液体供給手段の下流側に接続されるとともに、その他端側が前記混合部に接続され、
   前記混合部は、前記通水路、前記第１分岐路及び前記第２分岐路を通過した液体を混合し、
   前記第１分岐路と前記第２分岐路との内径比を、１０対１に設定したことを特徴とするミスト発生装置。
2. 請求項１に記載のミスト発生装置において、
   前記混合部の水質を検知する水質検知部と、前記検知部の検出結果に基づいて、前記液体供給手段を所定時間駆動する制御部とを備えたことを特徴とするミスト発生装置。
3. 請求項１又は２に記載のミスト発生装置において、
   前記貯留部には、該貯留部の空気を排出する空気排出弁を設けたことを特徴とするミスト発生装置。
4. 請求項１〜３のうち何れか１項に記載のミスト発生装置において、
   前記第２の分岐路に、逆止弁を設けたことを特徴とするミスト発生装置。
5. 請求項１〜４のうち何れか１項に記載のミスト発生装置において、
   前記貯留部には、前記剤を生成するための固形剤が充填されていることを特徴とするミスト発生装置。
6. 請求項５に記載のミスト発生装置において、
   前記固形剤は亜鉛塩であることを特徴とするミスト発生装置。

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