JP5348272B2 - 流体搬送装置 - Google Patents

Description

この発明は、流体搬送装置に関するものである。

流体搬送装置においては、加圧室の壁面に、渦輪生成口が形成される。背面室の壁面に、空気調整弁が形成される。加圧室と背面室との間に、振動板が配置される。振動板が加圧室側に押し出されると、加圧室の流体が加圧される。当該加圧により、渦輪生成口で渦輪が生成される。その後、振動板は、背面室側に移動する。この際、背面室の流体が加圧される。当該加圧により、空気調整弁から流体が放出される。このため、振動板は、初期状態に円滑に戻る。

特許第３６７５２０３号公報 特許第４８０８２３９号公報

しかしながら、当該流体搬送装置においては、空気調整弁から放出される流体が有効活用されていない。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、背面室から放出される流体を有効活用することができる流体搬送装置を提供することである。

この発明に係る流体搬送装置は、第１渦輪生成口が前面に形成された加圧室と、前記加圧室の後方に設けられ、前記第１渦輪生成口で渦輪が生成されるように前記第１渦輪生成口の方向に移動することで前記加圧室内の流体を加圧する移動体と、前記移動体の後方に設けられ、前記移動体が前記第１渦輪生成口とは反対方向に移動した際に内部の流体が加圧されることにより第１渦輪生成口で生成された渦輪とは反対方向に渦輪が生成されるように、前記加圧室とは反対側の面に第２渦輪生成口が形成された背面室と、前記移動体よりも前記背面室側に設けられ、前記移動体を振動させる振動発生手段と、前記加圧室と前記背面室との間で空間のつながりがないように、前記移動体とともに前記加圧室と前記背面室を仕切る仕切部材と、水を加熱又は微細化することで高湿空気を生成する高湿空気生成装置と、を備え、前記加圧室は、前記高湿空気が滞留するように、前記高湿空気生成装置との間に空間のつながりがあるように形成され、前記移動体は、前記加圧室と前記背面室との並び方向に並んだ複数の振動板からなり、前記振動発生手段は、前記複数の移動体の間に配置され、前記仕切部材は、前記複数の振動板の各々に対応して設けられ、前記背面室は、前記高湿空気が滞留するように、前記高湿空気生成装置との間に空間のつながりがあるように形成されたものである。

この発明によれば、背面室から放出される流体を有効活用することができる。

この発明の実施の形態１における流体搬送装置の縦断面図である。 この発明の実施の形態１における流体搬送装置の振動板の動作を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における流体搬送装置の振動板の動作の設定を説明するための図である。 この発明の実施の形態１における流体搬送装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２における流体搬送装置の縦断面図である。 この発明の実施の形態３における流体搬送装置の縦断面図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における流体搬送装置の縦断面図である。

図１において、１は筐体である。筐体１の外形は、略直方体からなる。筐体１内には、タンク挿入部（図示せず）が形成される。タンク挿入部には、給水タンク２が着脱自在に取り付けられる。給水タンク２の下部には、給水弁３が取り付けられる。筐体１内において、給水弁３の下方には、給水部４が形成される。給水部４には、水位検知手段（図示せず）が設けられる。筐体１内において、給水部４の周囲には、貯水部５が形成される。

貯水部５の底部には、ヒータ６が下方から取り付けられる。貯水部５の底部の前方側には、温度検出手段として、サーミスタ７が下方から取り付けられる。貯水部５の上部の前方側には、風路８が形成される。風路８の上部には、加圧室９が形成される。

加圧室９は、渦輪搬送するための流体（例えば、気体、極細軽の液体等）の量に応じた所定容積を有する。具体的には、加圧室９は、十分な湿度となるように機密を保つために大き過ぎない容積を有する。加圧室９の前方側の側壁には、第１渦輪生成口１０が１つ以上形成される。

加圧室９の後方側には、背面室１１が形成される。背面室１１の後方側の側壁には、第２渦輪生成口１２が１つ以上形成される。背面室１１の下部の後方側には、芳香物保持部１３が着脱自在に取り付けられる。芳香物保持部１３は、上方に向けて開口する。芳香物保持部１３内には、アロマオイルや香水等、ユーザの好みの香りを放つ物体（図示せず）が保持される。

加圧室９と背面室１１との間には、加振手段１４が設けられる。加振手段１４は、固定部材１５、フレーム１６、振動板１７、支持部材１８、振動発生手段１９を備える。

固定部材１５は、筐体１の内面に支持される。例えば、固定部材１５は、筐体１に嵌合される。固定部材１５は、ネジや接着剤を用いて筐体１に固定される場合もある。

フレーム１６は、筐体１の前後方向から見た際に略環状となるように形成される。フレーム１６には、傾斜部が形成される。傾斜部は、フレーム１６の外周側から内周側に向かうにつれて背面室１１側に近づくように形成される。傾斜部には、穴が形成される。フレーム１６の外周側は、固定部材１５の前面にネジや接着材等（図示せず）で固定される。

振動板１７は、移動体として、固定部材１５とフレーム１６との固定部近傍で垂線を筐体１の前後方向に合わせて配置される。振動板１７の前面は、第１渦輪生成口１０と対向するように配置される。

支持部材１８は、伸縮性のある部材からなる。支持部材１８は、固定部材１５とフレーム１６との固定部近傍と振動板１７の外周面との間に跨るように固定される。

フレーム１６、振動板１７、支持部材１８は、仕切部材として、加圧室９と背面室１１との間に空間のつながりがなくなるように、加圧室９と背面室１１とを仕切る。

振動発生手段１９は、背面室１１に配置される。振動発生手段１９は、板材２０、磁気回路部２１、ボビン２２、ボイスコイル２３を備える。

板材２０は、垂線を筐体１の前後方向に合わせて配置される。磁気回路部２１は、外磁型のものである。すなわち、磁気回路部２１は、略円筒状に形成される。磁気回路部２１は、軸方向を筐体１の前後方向に合わせて、板材２０の前面に固定される。磁気回路部２１の前面は、フレーム１６の内周側の後面に固定される。

ボビン２２は、略円筒状に形成される。ボビン２２は、長手方向を筐体１の前後方向に合わせて、磁気回路部２１の内側に隣接した状態で板材２０の前面の中央に固定される。ボビン２２の前面の中央には、振動板１７の後面の中央が固定される。ボイスコイル２３は、ボビン２２の外周面に巻き付けられる。

筐体１内部の前方側の下部には、制御装置２４が設けられる。制御装置２４は、信号発生手段（図示せず）を備える。制御装置２４は、ヒータ６、サーミスタ７、ボイスコイル２３に接続される。

上記流体搬送装置においては、筐体１の外部において、給水タンク２に水が供給される。その後、給水タンク２は、タンク挿入部に沿って、筐体１内に挿入される。当該挿入により、給水タンク２内の水は、給水弁３を介して給水部４に流れ込む。当該水は、給水部４から貯水部５に流れ込む。この際、給水量は、給水弁３内の弁の位置により常時一定量に保たれる。貯水部５の水位は、水位検知手段に検知される。

制御装置２４がヒータ６をＯＮ状態にすると、ヒータ６に電流が流れる。当該電流により、ヒータ６が熱を発する。当該熱により、貯水部５が加熱される。当該加熱により、貯水部５内の水温が上昇する。当該上昇により、水が殺菌される。その後、貯水部５より水蒸気が発生する。当該水蒸気により、高湿空気２５が生成される。すなわち、ヒータ６は、高湿空気生成装置として機能する。当該高湿空気２５は、風路８を介して加圧室９に進入する。当該高湿空気２５は、拡散しない。

制御装置２４の信号発生手段が駆動信号を出力すると、当該駆動信号に応じた電流がボイスコイル２３に流れる。当該電流により、ボイスコイル２３は、電磁石となる。この際、ボイスコイル２３と磁気回路部２１が発生させた磁場とが相互作用して得られた力（磁気力）により、ボビン２２が振動する。当該振動は、振動板１７に伝達される。当該伝達により、振動板１７は、加圧室９の壁面に接することなく、Ａ（前面）方向に移動する。当該移動に追従して、支持部材１８が伸びる。このため、振動板１７は、円滑に移動する。この際、背面室１１には、第２渦輪生成口１２を介して外部から空気が自由に進入する。

振動板１７の移動により、加圧室９内の容積が変動する。当該変動により、加圧室９内の高湿空気２５が加圧される。当該高湿空気２５は、第１渦輪生成口１０から外部に向けて前方へ水平方向に押し出される。この際、第１渦輪生成口１０近傍において、高湿空気は、第１渦輪生成口１０との摩擦により減速する。このため、第１渦輪生成口１０近傍と第１渦輪生成口１０中心との間に、高湿空気の風速分布が形成される。当該風速分布により、第１渦輪生成口１０近傍で、渦流が生成される。当該渦流により、全体として、渦輪状の高湿空気２６が生成される。

当該高湿空気２６は、筐体１から離れる方向に並進する。その後、当該高湿空気２６の渦輪外周部は、徐々に拡散する。その後、当該高湿空気２６は、渦輪の形状を保持できなくなる。その結果、当該高湿空気２６は、他の空気と混じり合う。

その後、振動板１７は、支持部材１８の伸縮力によりＢ（背面）方向に移動する。当該移動により、背面室１１内の容積が変動する。当該変動により、背面室１１内の流体が加圧される。当該加圧は、フレーム１６の傾斜部の穴を介して第２渦輪生成口１２まで伝達される。当該伝達により、振動音が第２渦輪生成口１２から放射される。

このとき、背面室１１内の流体は、第２渦輪生成口１２から外部に向けて後方へ水平方向に押し出される。この際、第２渦輪生成口１２近傍において、流体は、第２渦輪生成口１２との摩擦により減速する。このため、第２渦輪生成口１２近傍と第２渦輪生成口１２中心との間に、流体の風速分布が形成される。当該風速分布により、第２渦輪生成口１２近傍で、渦流が生成される。当該渦流により、全体として、渦輪状の流体２７が生成される。

この際、背面室１１には、芳香物保持部１３より揮発した香り成分が滞留している。このため、流体２７には、香り成分が含まれる。当該流体２７は、筐体１から離れる方向に並進する。その後、当該流体２７の渦輪外周部は、徐々に拡散する。その後、当該流体２７は、渦輪の形状を保持できなくなる。その結果、当該流体２７は、他の空気と混じり合う。

次に、図２を用いて、振動板１７の動作の概要を説明する。
図２はこの発明の実施の形態１における流体搬送装置の振動板の動作を説明するための図である。図２の横軸は時間である。図２の縦軸は振動板１７の位置である。

図２に示すように、振動板１７の振動は、正弦波となる。すなわち、所定時間が経過すると、振動板１７は、基準位置からＡ（前面）方向へ移動する。時刻Ｔ１になると、振動板１７は、振幅Ｃまで移動する。この際の渦輪状の高湿空気２６の体積は、振動板１７の前面の面積と振幅Ｃとの積となる。

その後、振動板１７は、Ｂ（背面）方向に移動する。時刻Ｔ２になると、振動板１７は、振幅Ｄまで移動する。この際の渦輪状の流体２７の体積は、振動板１７の面積と振幅（Ｃ＋Ｄ）の積となる。すなわち、流体２７の体積は、高湿空気２６の体積の２倍弱となる。

その後、振動板１７は、Ａ（前面）方向へ移動する。その結果、振動板１７は、基準位置に戻る。

次に、振動板１７の動作の設定を説明する。
図３はこの発明の実施の形態１における流体搬送装置の振動板の動作の設定を説明するための図である。

図３の上段は、第１設定時の振動板１７の動作を説明するための図である。図３の上段に示すように、第１設定時においては、振動板１７は、図２で説明した動作を１周期とし、間欠的に振動を繰り返す。

図３の中段は、第２設定時の振動板１７の動作を説明するための図である。図３の中段に示すように、第２設定時においては、振動板１７は、第１設定時と対照的に動作する。すなわち、振動板１７は、Ｂ（背面）方向に移動した後にＡ（前面）方向に移動する動作を１周期とし、間欠的に振動を繰り返す。

図３の下段は、第３設定時の振動板１７の動作を説明するための図である。図３の下段に示すように、第３設定時においては、振動板１７は、図２で説明した動作を１周期とし、連続的に振動を繰り返す。この場合、振動板１７の移動直後と移動停止直前以外において、Ａ（前面）方向とＢ（背面）方向との双方に対して、振動板１７の移動は、振幅Ｃや振幅Ｄよりも大きい。

次に、流体搬送装置の動作の概要を説明する。
図４はこの発明の実施の形態１における流体搬送装置の動作を説明するためのフローチャートである。

ステップＳ１で、電源ＳＷ（図示せず）が押されると、流体搬送装置の電源がＯＮ状態となる。その結果、流体搬送装置の運転が開始される。その後、ステップＳ２に進み、制御装置２４は、ヒータ６をＯＮ状態にする。その結果、高湿空気２６が生成される。当該高湿空気２６は、加圧室９に充満する。

その後、ステップＳ３に進み、制御装置２４は、加振手段１４をＯＮ状態にする。その結果、振動板１７が振動する。当該振動により、第１渦輪生成口１０と第２渦輪生成口１２とで、渦輪が生成される。

その後、ステップＳ４に進み、制御装置２４は、電源ＳＷがＯＦＦ状態となっているか否か、タイマー設定時間が経過したか否か、給水タンク２内の水量が０になったか否かを判断する。いずれの条件も成立していない場合は、ステップＳ２に戻る。いずれかの条件が成立した場合は、ステップＳ５に進み、流体搬送装置の電源がＯＦＦ状態となる。

以上で説明した実施の形態１によれば、背面室１１からも渦輪が生成される。すなわち、背面室１１から放出される流体を有効活用することができる。その結果、複数の渦輪が異なる方向に打ち出される。このため、流体の搬送範囲を広げることができる。この際の部品や制御は、１つの渦輪を生成するものと変わらない。このため、流体搬送装置を小型かつ安価にすることができる。

また、磁気回路部２１等の電気部品は、背面室１１側に配置される。加圧室９と背面室１１とは仕切られる。このため、加圧室９に高湿空気２５を滞留させても、電気部品に影響はない。従って、第１渦輪生成口１０から渦輪状の高湿空気２６を生成することができる。

また、第１設定時や第２設定時において、振動板１７は、間欠した周期で振動を繰り返す。この場合、高湿空気２５の湿度が確実に高くなってから渦輪状の高湿空気２６を生成することができる。

また、第３設定時において、振動板１７は、連続した周期で振動を繰り返す。この場合、振動板１７の移動直後と移動停止直前以外において、より大きな渦輪状の高湿空気２６や流体２７を生成することができる。

また、芳香物保持部１３には、芳香物が保持される。このため、渦輪状の流体２７に香り成分を含めることができる。その結果、香り成分を遠方まで搬送することができる。流体搬送装置の使用後には、芳香物保持部１３を取り外して洗うことができる。

なお、磁気回路部２１の磁気回路構造は、内磁型の構造としてもよい。

また、超音波振動等で水を微細化することで高湿空気２６を生成してもよい。

実施の形態２．
図５はこの発明の実施の形態２における流体搬送装置の縦断面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態１の背面室１１には、磁気回路部２１等の電気部品が配置される。このため、高湿空気等、水分を含む流体を背面室１１に滞留させない方が好ましい。一方、実施の形態２においては、仕切部材として、板材２０と背面室１１の内面との空間を仕切るように、軟質材２８が取り付けられる。このため、高湿空気等、水分を含む流体を背面室１１に滞留させてもよい。この場合、軟質材２８よりも後方側に、背面室１１と貯水部５とつなぐ風路２９を設ければよい。

実施の形態２においては、軟質材２８が背面室１１から磁気回路部２１への高湿空気の侵入を防ぐ。また、振動板１７の移動によるＢ（背面）方向への圧力は、軟質材２８がＢ（背面）方向に延びることにより背面室１１内の高湿空気に伝達される。その結果、第２渦輪生成口１２では、渦輪状の高湿空気３０が生成される。

以上で説明した実施の形態２によれば、第２渦輪生成口１２でも高湿な渦輪を生成することができる。

なお、軟質材２８の代わりに、振動板１７によって振動する流体の体積より大きい空間を保持し得るビニールや布等を使用しても、同様の効果を得ることができる。

実施の形態３．
図６はこの発明の実施の形態３における流体搬送装置の縦断面図である。なお、実施の形態１と同一又は相当部分には同一符号を付して説明を省略する。

実施の形態３においては、加圧室９及び背面室１１に、フレーム１６、振動板１７、支持部材１８が設けられる。

加圧室９側において、フレーム１６、振動板１７、支持部材１８の配置や形状は、実施の形態１と同様である。

背面室１１側において、フレーム１６は、筐体１の前後方向から見た際に略環状となるように形成される。フレーム１６には、傾斜部が形成される。傾斜部は、フレーム１６の外周側から内周側に向かうにつれて加圧室９側に近づくように形成される。

振動板１７は、固定部材１５とフレーム１６との固定部近傍で垂線を筐体１の前後方向に合わせて配置される。振動板１７の後面は、第２渦輪生成口１２と対向するように配置される。振動板１７の前面の中央は、ボビン２２の後面に固定される。支持部材１８は、固定部材１５とフレーム１６との固定部近傍と振動板１７の外周面との間に跨るように固定される。

フレーム１６、振動板１７、支持部材１８は、仕切部材として、背面室１１と振動発生手段１９との間に空間のつながりがなくなるように、背面室１１と振動発生手段１９とを仕切る。

加圧室９側のフレーム１６の内周側と背面室１１側のフレーム１６の内周側との間では、固定部材１５に、磁気回路部２１が固定される。

この場合、背面室１１側の振動板１７がＢ（背面）方向へ移動することにより、第２渦輪生成口１２の近傍において、背面室１１内のＢ（背面）方向への圧力がより高まる。

なお、ボイスコイル２３に流れる電流の向きを逆にすることで、Ｂ（背面）方向に振動板１７を移動させてもよい。

以上で説明した実施の形態３によれば、背面室１１内のＢ（背面）方向への圧力がより高まる。その結果、質の高い渦輪が生成される。このため、より広範囲に渦輪状の高湿空気３０を並進させることができる。

なお、実施の形態１〜３の流体搬送装置は、室内、室外等で利用することができる。

１ 筐体
２ 給水タンク
３ 給水弁
４ 給水部
５ 貯水部
６ ヒータ
７ サーミスタ
８ 風路
９ 加圧室
１０ 第１渦輪生成口
１１ 背面室
１２ 第２渦輪生成口
１３ 芳香物保持部
１４ 加振手段
１５ 固定部材
１６ フレーム
１７ 振動板
１８ 支持部材
１９ 振動発生手段
２０ 板材
２１ 磁気回路部
２２ ボビン
２３ ボイスコイル
２４ 制御装置
２５ 高湿空気
２６ 高湿空気
２７ 流体
２８ 軟質材
２９ 風路
３０ 高湿空気

Claims (4)

1. 第１渦輪生成口が前面に形成された加圧室と、
   前記加圧室の後方に設けられ、前記第１渦輪生成口で渦輪が生成されるように前記第１渦輪生成口の方向に移動することで前記加圧室内の流体を加圧する移動体と、
   前記移動体の後方に設けられ、前記移動体が前記第１渦輪生成口とは反対方向に移動した際に内部の流体が加圧されることにより第１渦輪生成口で生成された渦輪とは反対方向に渦輪が生成されるように、前記加圧室とは反対側の面に第２渦輪生成口が形成された背面室と、
   前記移動体よりも前記背面室側に設けられ、前記移動体を振動させる振動発生手段と、
   前記加圧室と前記背面室との間で空間のつながりがないように、前記移動体とともに前記加圧室と前記背面室を仕切る仕切部材と、
   水を加熱又は微細化することで高湿空気を生成する高湿空気生成装置と、
   を備え、
   前記加圧室は、前記高湿空気が滞留するように、前記高湿空気生成装置との間に空間のつながりがあるように形成され、
   前記移動体は、前記加圧室と前記背面室との並び方向に並んだ複数の振動板からなり、
   前記振動発生手段は、前記複数の移動体の間に配置され、
   前記仕切部材は、前記複数の振動板の各々に対応して設けられ、
   前記背面室は、前記高湿空気が滞留するように、前記高湿空気生成装置との間に空間のつながりがあるように形成された流体搬送装置。
2. 前記移動体は、前記加圧室側と前記背面室側とを間欠した周期で振動をくり返す請求項１に記載の流体搬送装置。
3. 前記移動体は、前記加圧室側と前記背面室側とを連続した周期で振幅をくり返す請求項１に記載の流体搬送装置。
4. 芳香物を保持するための芳香物保持部、
   を備え、
   前記背面室は、前記芳香物保持部が芳香物を保持した際に当該芳香物から発生した香りが滞留するように、前記芳香物保持部との間に空間のつながりがあるように形成された請求項１に記載の流体搬送装置。

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