JP5387091B2 - 気流吹出し装置およびそれを用いた手乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、気流吹出し装置およびそれを用いた手乾燥装置に関するものである。

従来、この種の気流吹出し装置は、人体および衣服あるいは製品に吹き付け、塵埃を吹飛ばすことを目的としたもので、コアンダ効果を利用して吹出部の気流方向を変化させる方式が知られている。

以下、その気流吹出し装置の一例について図を参照しながら説明する。

従来の気流吹出し装置の一例を図８に示す。図８に示すように、気流吹出し装置は送風装置１０１とフィルタ１０２と流体ノズル１０３とから構成され、送風装置１０１から送られた空気をフィルタ１０２を通して流体ノズル１０３から吹出す装置である。流体ノズル１０３から吹出す空気は、コアンダ効果を利用して吹出部の気流方向が変化することを特徴としている。

特許第３９７１９９１号公報

このような従来の気流吹出し装置では、送風機からの空気をフィルタを介して流体ノズルまで供給するため、フィルタに目詰まりが起こった場合に、流体ノズルまで供給される風量や風路内の風速分布が変化するため、安定した自励振動が起こらないという課題があった。また、フィルタを介さない場合においても、塵埃が風路内に蓄積し、風路内の空気の風速分布が変化するため、安定した自励振動が起こらないという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、風速分布を均一にして、さらに風路内の目詰まりを抑制することで安定した自励振動を起こす気流吹出し装置およびそれを用いた手乾燥装置を提供することを目的としている。

本発明の気流吹出し装置および気流吹出し装置を用いた手乾燥装置は、上記目的を達成するために、送風装置から供給される空気を流入させる流入口と、流入させた空気を外部に向かって吹出す吹出口と、前記流入口から前記吹出口を連通する主流路と、前記主流路から分岐して再度前記主流路に連通する循環風路とを備えて前記吹出口から吹出す気流を発振させる流体ノズルと、前記送風装置の送風口と前記流入口を対向させて接続する流入風路を備えた気流吹出し装置であって、前記送風装置と流入風路の接続部は、テーパ比約１／１５のテーパ形状とし、前記流入風路内には、この流入風路の断面積よりも大きい断面積を有するチャンバーと、整流板を備えたことを特徴とする。送風装置から供給される空気を流入させる流入口と、流入させた空気を外部に向かって吹出す吹出口と、前記流入口から前記吹出口を連通する主流路と、前記主流路から分岐して再度前記主流路に連通する循環風路とを備えて前記吹出口から吹出す気流を発振させる流体ノズルと、前記送風装置の送風口と前記流入口を対向させて接続する流入風路を備えた気流吹出し装置であって、前記流入風路に気流を整流化する整流化手段を備えたことを特徴とする。

また、他の手段は、整流化手段が、空気を通過させる貫通孔を備えた整流板であることを特徴とする。

また、他の手段は、整流化手段が、流入風路内の壁面に気流に対して平行に取付けられた整流板であることを特徴とする。

また、他の手段は、流入風路内に、空気中の塵埃を除去するフィルタを備えたことを特徴とする。

また、他の手段は、整流化手段が、送風装置と流入風路の接続部がテーパ形状であることを特徴とする。

また、他の手段は、整流化手段が、流入風路の断面積よりも大きい断面積を有するチャンバーを備えたことを特徴とする。

また、他の手段は、整流化手段が、流入風路の断面を矩形状としたことを特徴とする。

また、他の手段は、壁面に固定された本体に、手を挿入できる空間を有する手乾燥室と、前記手乾燥室に向かって噴流を吹出す気流吹出し装置と、前記気流吹出し装置の流入風路に空気を圧送する送風装置を備えたものである。

また、他の手段は、流入風路と流体ノズルと循環風路を着脱可能に構成したことを特徴とする。

また、他の手段は、流入風路と流体ノズルと循環風路に防汚手段を施したことを特徴とする。

また、他の手段は、防汚手段が、界面活性加工であることを特徴とする。

また、他の手段は、防汚手段が、親水性加工であることを特徴とする。

また、他の手段は、流入風路内に空気を加熱する空気加熱手段を設け、前記空気加熱手段が整流化手段となることを特徴とする。

また、他の手段は、手乾燥室に手が挿入されたことを検知する手検知手段と、前記手検知手段が手を検知した検知信号を受信して前記送風装置の運転を制御する制御手段と、外部に異常を報知する異常報知手段と、流体ノズルから噴出される噴流の発振を検知する発振検知手段を備え、前記発振検知手段により発振の異常を検知した場合に前記異常報知手段により異常を知らせることを特徴とする。

また、他の手段は、発振検知手段は、送風装置の動作が開始して１秒以上経過後検知することを特徴とする。

本発明によれば、安定した自励振動を起こすことができるという効果のある気流吹出し装置および気流吹出し装置を用いた手乾燥装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１の気流吹出し装置を示す平面図 同整流板の形状を示す斜視図 同斜視図 本発明の実施の形態２の手乾燥装置を示す断面図 同装置の流体ノズルと流入風路の形状を示す斜視図 本発明の実施の形態２の熱交換器を示す斜視図 本発明の実施の形態３の手乾燥装置を示す斜視図 従来技術の一例を示す斜視図

本発明の請求項１記載の気流吹出し装置は、送風装置から供給される空気を流入させる流入口と、流入させた空気を外部に向かって吹出す吹出口と、前記流入口から前記吹出口を連通する主流路と、前記主流路から分岐して再度前記主流路に連通する循環風路とを備えて前記吹出口から吹出す気流を発振させる流体ノズルと、前記送風装置の送風口と前記流入口を対向させて接続する流入風路を備えた気流吹出し装置であって、前記送風装置と流入風路の接続部は、テーパ比約１／１５のテーパ形状とし、前記流入風路内には、この流入風路の断面積よりも大きい断面積を有するチャンバーと、整流板を備えたものであり、送風装置から供給された空気の流入風路内での風速分布の変化や風量低下を抑え、気流の乱れの少ない流れを流体ノズル入口まで導くことができるという作用を有する。

また、流入風路と流体ノズルと循環風路を着脱可能に構成したことを特徴とするものであり、流入風路と流体ノズルと循環風路を取り外して風速低減の原因となる塵埃を掃除できるため、安定した自励振動を回復できるという作用を有する。

また、流入風路と流体ノズルと循環風路に防汚手段を施したことを特徴とするものであり、塵埃の付着による気流の乱れが起こらないため、風速分布の変化を抑えた流れをノズル入口に導くことができるという作用を有する。

また、防汚手段が、界面活性加工であることを特徴とするものであり、静電気による塵埃の付着を防ぎ塵埃の蓄積を抑制することができるので、気流の乱れが起こらないため風速分布の変化を抑えた流れをノズル入口に導くことができるという作用がある。

また、防汚手段が、親水性加工であることを特徴とするものであり、静電気による塵埃の付着を防ぎ塵埃の蓄積を抑制することができるので、気流の乱れが起こらないため風速分布の変化を抑えた流れをノズル入口に導くことができるという作用がある。

また、流入風路内に空気を加熱する空気加熱手段を設け、前記空気加熱手段が整流化手段となることを特徴とするものであり、空気加熱手段を空気が通過する間に気流の乱れを低減し、風速分布の変化を抑えた流れをノズル入口に導くことができるという作用を有する。

また、手乾燥室に手が挿入されたことを検知する手検知手段と、前記手検知手段が手を検知した検知信号を受信して前記送風装置の運転を制御する制御手段と、外部に異常を報知する異常報知手段と、流体ノズルから噴出される噴流の発振を検知する発振検知手段を備え、前記に発振検知手段により発振の異常を検知した場合に前記異常報知手段により異常を知らせることを特徴とするものであり、発振が正常に起こらない発振異常を検知し、報知することにより、発振異常状態での危険な使用を停止できるという作用を有する。

また、発振検知手段は、送風装置の動作が開始して１秒以上経過後検知することを特徴とするものであり、送風装置の出力が一定値以上に達したときの発振異常を検知することによって、発振異常の誤検知を無くすことができるという作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１の構成を示す。

図１に本発明の実施の形態１の気流吹出し装置を示す平面図を示す。

図１に示すように、気流吹出し装置は、送風装置１と、送風装置１から供給される空気を外部に向かって空気を吹出す吹出口２と、空気を流入する流入口３と、吹出口２と流入口３を連通する主流路４とを設け、送風装置１の送風口と流入口３を対向させて接続する流入風路５を備えている。また、流入風路５内には空気中の塵埃を取り除くフィルタ６を備えている。

また、送風装置１と流入風路５の接続部は、テーパ比約１／１５のテーパ形状７とし、流入風路５内には、流入風路５の断面積よりも約２倍程度大きい断面積を有するチャンバー８と、気流に対して垂直方向に整流板９を備える構成となっている。このテーパ形状７、チャンバー８、整流板９が整流化手段である。

図２及び図３に本発明の実施の形態１の整流板９の形状を示す斜視図を示す。

図２に示すように、整流板９は流入風路５内に空気を通過させる貫通孔を備えた構成となっている。

また、整流板９の他の形状として、図３に示すように、流入風路５の壁面に気流に対して平行に備えた構成でもよい。

つぎに、実施の形態１の動作および作用を示す。

図１に示すように、送風装置１から送られる空気は流入風路５を通過し整流化された後に、流体ノズル１０の流入口３に送られ、主流路４を通過し、流体ノズル１０の吹出口２から自励振動を伴った噴流が吹出す。

本実施の形態１では、送風装置１と流入風路５の接続部をテーパ形状７とすることで、風路接続部の急拡大による形状損失によって風速が低下するのを抑制し、気流の乱れの少ない流れを流入口３に導くことができるため、安定した自励振動を起こすことができる。

また、流入風路５の断面積よりも大きい断面積を有するチャンバー８を備えることで、送風装置１から供給された空気をチャンバー８内で均一化し、気流の乱れの少ない流れを流入口３に導くことができるため、安定した自励振動を起こすことができる。

流入風路５の内部にフィルタ６を設けた場合には、フィルタ６が塵埃によって目詰まりが生じ風速分布の乱れが生じるため、流入口３の気流に乱れが顕著に生じ、安定した自励振動が起こらなくなってしまう。

このような場合に、例えば整流板９によって、流入風路５内で効果的に安定した流れを作り出すことができるため、安定した自励振動を起こすことができる。

本実施の形態１では、図２に示す形状の整流板９を設けることにより、送風装置１から供給された気流が整流板９を通過するとき、流入風路５の主流の鉛直方向に働く速度成分の乱れが抑制され、水平方向に働く速度成分が卓越することで、気流の乱れを抑制し流入口３に導くことができ、流体ノズル１０で安定した自励振動を起こすことができる。

このとき、貫通孔は、圧力の損失を少なくするため、断面積の小さい穴を多く設け、上下左右対称に備えられていることが望ましい。

また、整流板９の厚みは、送風装置１から供給された気流が摩擦抵抗とならない厚さが望ましく、図２に示す整流板９の厚みは、流入風路５の直径Ｄに対して、約２Ｄとしている。

また、図３に示す形状の整流板９を、流入風路５内の壁面に気流に対して平行に設置することで、送風装置１からの旋回流が整流板９に付着し、流れが流入風路５の長さ方向に進むにつれ、流入風路５の主流の鉛直方向に働く速度成分の乱れが抑制される。そして、水平方向に働く速度成分が卓越することで、気流の乱れを抑制し流入口３に導くことができ、流体ノズル１０で安定した自励振動を起こすことができる。

このとき、整流板９は、流入風路５の中心軸に対して放射状に備えられ、上下左右対称に備えられていることが望ましい。流入面を基準とする整流板９の縦横の寸法は、縦寸法が横寸法より大きく、さらに流入風路５の直径Ｄに対して、約１／２０倍〜１／１０倍の寸法が望ましい。

また、管路内における流れの一般的な知見として、十分発達した流れになるまでは助走区間が必要であるとされており、乱流の場合では、流入風路５の直径Ｄに対して、直径Ｄの約５０倍程度の長さが必要となっている。図３に示す形状の整流板９を設けることにより、流入風路５は直径Ｄの約１０倍程度の長さで済む。

なお、整流化手段は２つ以上の手段を組み合わせることが可能であり、テーパ形状７と整流板９の組み合わせは、流入風路５内の気流を効果的に整流化できる。また、チャンバー８と整流板９の組み合わせの場合には、整流板９はなるべく流体ノズル１０の流入口３付近に設けることが望ましく、さらにチャンバー８の後段に置くことより、効果的に流入風路５内の気流の整流化が行える。

また、装置の使用用途等により、フィルタ６を設けた場合と設けない場合が存在するが、本発明の実施の形態１の整流化手段を用いることにより、フィルタ６を設けた場合で設けない場合に比べ整流化の効果が高い。さらに、フィルタ６を設けた装置において、整流化はフィルタ６を通過した気流に対して行われるため、整流化手段はフィルタ６よりも後段に設けられる必要がある。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

まず、実施の形態２の構成を示す。

図４に本発明の実施の形態２の手乾燥装置を示す断面図を示す。

図４に示すように、手乾燥装置は、壁面に固定された本体１１と、送風装置１から供給される空気を温める空気加熱手段としての熱交換器１２と、温めた空気を流体ノズル１０まで送風する流入風路５と、手を挿入できる空間を有する手挿入部１３とを備えた構成である。ここで流体ノズル１０は後述する図７に示すように、５個のノズルで構成している。

濡れた手を手挿入部１３に挿入すると、手検知手段１４により手の存在を検知して、制御手段１５に信号を送り、制御手段１５により送風装置１を動作させる構成となっている。

図５に本実施の形態２に使用した気流吹出し装置の流体ノズルと流入風路の形状を示す斜視図を示す。

図５に示すように、流入風路５は流体ノズル１０の流入口３と接続しており、流入風路５の断面は整流化手段として流入口３の断面形状に合わせた矩形断面１６とした構成となっている。

また、流体ノズル１０は、吹出口２と流入口３と主流路４とを備え、主流路４の両側面には主流路４から直角に分岐した制御ポート１７が２個備えている。左右それぞれの制御ポート１７から接続用の継ぎ手１８が連通し、継ぎ手１８をチューブ１９で接続することによって循環風路２０を形成している。

ここで、気流吹出し装置を手乾燥装置に組み込んだ場合、塵埃の付着に対して安定した自励振動を起こすためには、流入風路５と流体ノズル１０と循環風路２０については定期的に洗浄等による塵埃の除去作業が必要であるため、流入風路５と流体ノズル１０と循環風路２０とを着脱可能、すなわち夫々取り外し可能な構成としている。

また、同様に安定した自励振動を起こすため、送風装置１と流入風路５と流体ノズル１０については、塵埃の付着を防ぐ防汚手段として、例えば界面活性加工や親水性加工を施して塵埃の付着を抑制している。

図６に熱交換器１２の斜視図を示す。

図６に示すように、空気加熱手段の内部には熱交換器１２が備えてあり、送風装置１からの空気を熱交換器１２の熱源（例えば、ボイラー等による温水）によって加熱し、加熱した空気が風路２２に沿って平行に流入することによって整流化される構成となっている。

つぎに、実施の形態２の動作および作用を示す。

図４に示すように、手挿入部１３に設置された吸込口２１から外部空気を吸込み、送風装置１により昇圧された空気が熱交換器１２と流入風路５を経由して流体ノズル１０より噴出される。このとき、空気が熱交換器１２を通過する間に整流化される。

図５に示すように、流入風路５の断面を流体ノズル１０の流入口３の断面形状に合わせた矩形断面１６とすることで、流入風路５と流体ノズル１０の接続部で生じる速度損失を低減し、気流の乱れの少ない流れをノズル入口に導くことができるため、安定した自励振動を起こすことができる。また、塵埃が風路内部に蓄積して自励振動が起きなくなった際には、送風装置１と流入風路５と流体ノズル１０を取り外して洗浄等により塵埃を取り除けば、安定した自励振動を回復できる。なお、自励振動については後述の発振検知手段２３により検知可能である。

また、塵埃の付着を防ぐ防汚手段として界面活性加工や親水性加工を流入風路５と流体ノズル１０と循環風路２０に施すことにより、静電気による塵埃の付着を防ぎ塵埃の蓄積を抑制することができるので、気流の乱れが起こさず風速分布の変化を抑えた流れをノズル入口に導くことができるため、安定した自励振動を起こすことができる。

なお、界面活性加工剤にはアニオン系、カチオン系、ノニオン系、両イオン系などの種類があり、プラスチック樹脂への練り込みなど公知の方法を用いることができる。また、親水性加工の方法としてはシリカやリン酸チタニア系化合物など、親水性材料の塗布など公知の方法を用いることができる。なお、ここでの親水化処理とは水との接触角が４０度以下になるような処理のことをいう。

また、手乾燥装置の内部で結露により水滴の付着が起こった場合、防汚手段としての界面活性加工や親水性加工をすることにより、水滴の表面張力を低下させることができるため、送風装置１から風路内に空気が送られることにより、風路内をすばやく乾燥することができる。

図６に示すように、熱交換器１２内で空気が熱交換器１２の風路に沿って平行に流入することによって、主流の鉛直方向に働く速度成分の乱れが抑制され、水平方向に働く速度成分が卓越することで、気流の乱れの少ない流れをノズル入口に導くことができるため、安定した自励振動を起こすことができる。

なお、熱交換器１２以外の空気加熱手段としては、ハニカムヒータやセラミックヒータが挙げられるが、加熱された空気が風路に沿って平行に流れることによって整流化される形状であればよい。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、実施の形態１と同一部分については同一番号を付し、詳細な説明は省略する。

まず、実施の形態３の構成を示す。

図７に本発明の実施の形態３の手乾燥装置を示す斜視図を示す。

図７に示すように、本体１１内には手挿入部１３の中に挿入された手を検知する手検知手段１４と、手を検知した信号に基づき送風装置１の運転を制御する制御手段１５を備えている。

また、流体ノズル１０から噴出する噴流の発振を検知する発振検知手段２３を循環風路２０内に設け、噴流が発振する際の圧力変動を検知できる構成としている。発振検知手段２３は、発振が正常に起こらない発振異常を検知し、異常報知手段２４により報知する構成となっている。また、発振検知手段２３は送風装置１の動作が開始して１秒以上経過後発振異常を検知する構成となっている。

つぎに、実施の形態３の動作および作用を示す。

図７に示すように、手検知手段１４によって手が挿入されたことが検知され、制御手段１５に手を検知した信号が送られると、送風装置１の運転が開始し空気が流入風路５を通って流体ノズル１０まで送られる。５個のノズルで構成された流体ノズル１０からは、図７に示す発振方向の発振を伴った空気が噴出すことによって手についた水滴が除去される。

発振検知手段２３により発振が正常に起こらない発振異常が検知された場合は、異常報知手段２４により報知することにより、発振異常状態での危険な使用を停止できるため、使用者に安全な使用を促すことができる。

なお、本発明の実施の形態では、異常を報知する手段として異常ランプが点滅する構成としているが、他の手段としてブザーを鳴らすことにより異常を報知する構成とすることもできる。

また、送風装置１の動作が開始して１秒以上経過後になってから発振異常を検知することにより、送風装置の出力が一定以上に達しない状態での発振の異常を誤って検知する誤検知を無くすことができるため、使用者に安全な使用を促すことができる。

なお、実施の形態２、３では、流体ノズル１０のノズル数量は５個で説明したが、ノズル数量は手乾燥装置の大きさとノズル断面積により増減させればよく、手乾燥装置では３から７個程度を設置するのが望ましい。

それに伴って、発振検知手段２３の数量は、ノズル数量と同じ数量を設置する必要がある。

手に付着した水滴を吹き飛ばす手乾燥装置に適用でき、また、物体に付着した水滴や埃を噴流によって除去する用途にも適用できる。

１ 送風装置
２ 吹出口
３ 流入口
４ 主流路
５ 流入風路
６ フィルタ
７ テーパ形状
８ チャンバー
９ 整流板
１０ 流体ノズル
１１ 本体
１２ 熱交換器
１３ 手挿入部
１４ 手検知手段
１５ 制御手段
１６ 矩形断面
１７ 制御ポート
１８ 継ぎ手
１９ チューブ
２０ 循環風路
２１ 吸込口
２２ 風路
２３ 発振検知手段
２４ 異常報知手段
１０１ 送風装置
１０２ フィルタ
１０３ 流体ノズル

Claims (9)

1. 送風装置から供給される空気を流入させる流入口と、流入させた空気を外部に向かって吹出す吹出口と、前記流入口から前記吹出口を連通する主流路と、前記主流路から分岐して再度前記主流路に連通する循環風路とを備えて前記吹出口から吹出す気流を発振させる流体ノズルと、前記送風装置の送風口と前記流入口を対向させて接続する流入風路を備えた気流吹出し装置であって、前記送風装置と流入風路の接続部は、テーパ比約１／１５のテーパ形状とし、前記流入風路内には、この流入風路の断面積よりも大きい断面積を有するチャンバーと、整流板を備えたことを特徴とする気流吹出し装置。
2. 壁面に固定された本体に、手を挿入できる空間を有する手乾燥室と、前記手乾燥室に向かって噴流を吹出す請求項１に記載の気流吹出し装置と、前記気流吹出し装置の流入風路に空気を圧送する送風装置を備えた手乾燥装置。
3. 流入風路と流体ノズルと循環風路を着脱可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載の手乾燥装置。
4. 流入風路と流体ノズルと循環風路に防汚手段を施したことを特徴とする請求項２乃至３のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
5. 防汚手段が、界面活性加工であることを特徴とする請求項４に記載の手乾燥装置。
6. 防汚手段が、親水性加工であることを特徴とする請求項４に記載の手乾燥装置。
7. 流入風路内に空気を加熱する空気加熱手段を設け、前記空気加熱手段が整流化手段となることを特徴とする請求項４に記載の手乾燥装置。
8. 手乾燥室に手が挿入されたことを検知する手検知手段と、前記手検知手段が手を検知した検知信号を受信して前記送風装置の運転を制御する制御手段と、外部に異常を報知する異常報知手段と、流体ノズルから噴出される噴流の発振を検知する発振検知手段を備え、前記発振検知手段により発振の異常を検知した場合に前記異常報知手段により発振の異常を知らせることを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の手乾燥装置。
9. 発振検知手段は、送風装置の動作が開始して１秒以上経過後検知することを特徴とする請求項８に記載の手乾燥装置。

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