JP5466629B2 - 理美容用蒸気供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、頭部毛髪あるいは特定皮膚に蒸気を当てて、薬剤の反応促進、保湿、保温などに好適な理美容用蒸気供給装置、特に蒸気生成タンクへ水を送り込む構造を改良した理美容用蒸気供給装置に関する。

この種の理美容用蒸気供給装置として、給水タンクの水を送水管を介して密閉された蒸気生成タンクに送り、蒸気生成タンク内で水を加熱するとともにそれにより生成された蒸気を高圧状態で貯留し、この貯留された蒸気を蒸気開放弁、蒸気導管を介して蒸気噴出部から大気へ噴出させる形式のものが存在する。この形式の理美容用蒸気供給装置では、蒸気を大気へ噴出するに伴い、蒸気生成タンク内の水が減少するため、蒸気生成タンクへ水を補給、すなわち給水する必要がある。

この形式の理美容用蒸気供給装置では、手動で給水する構造のものや、電気的に作動するポンプを使用して給水する構造のものがある。手動で給水する構造のもの（例えば、特許文献１）は、特許文献１の図１に示すように、蒸気生成タンク１内の高圧の蒸気を大気中へ放出して蒸気生成タンク１内を大気圧と同等にした後、給水栓１３を外して給水口１１から手動で給水する。すなわち、給水して再使用するためには、蒸気生成タンク内の圧力を大気圧にした後に手動で給水し、蒸気生成タンクの水を再加熱して蒸気を生成しながら大気圧から規定圧力に上昇するまで待つこととなる。

また、電気的に作動する給水ポンプを使用して給水する構造のもの（例えば、特許文献２）は、給水する水を収容する給水タンク、給水タンクの水を送出する給水ポンプ、水を加熱するとともにそれにより生成された蒸気を高圧状態で貯留する蒸気生成タンク、及びそれぞれを順に連結して水を搬送する送水管を主要構成部材としている。この給水ポンプは高圧下でも給水できる、例えば電磁ポンプなどを使用するために、蒸気生成タンク内の高圧の蒸気を大気中へ放出する必要はない。ところで、給水タンクに収容されている水は、理美容用蒸気供給装置が設置されている室温（約２０℃）と略同じ温度になっており、その水が給水ポンプにより送水管を通って蒸気生成タンク内へ送出されることになる。一方、蒸気生成タンク内は、水を加熱しているため、その水は高温に維持されている。したがって、高温に維持されている蒸気生成タンク内へ室温（蒸気生成タンク内に比べてはるかに低温）の水を補給すると、蒸気生成タンク内の水は一時的ではあるものの温度が低下する。

蒸気生成タンク内の水の温度が低下すると、蒸気生成タンク内の蒸気圧力の低下という現象が発生する。理美容用蒸気供給装置のスチーム施術中、つまり蒸気を大気へ噴出させている状況下において、給水による蒸気圧力の低下という現象が発生した場合、蒸気の噴出速度、あるいは蒸気の噴出量が著しく減少する。また、乾燥感のある蒸気が湿っぽい蒸気に変わって蒸気の質感が変化する。理美容用蒸気供給装置にあっては、スチーム施術中にこのようなスチーム（蒸気）の状態が急激に変化することは好ましくない。

上記のような弊害を避けるため、通常、蒸気を大気へ噴出させている状況下では蒸気生成タンクへの給水は行わないようにしたり、極めて少量の給水を行うなどの対応により、蒸気生成タンク内の温度を著しく低下させないようにしている。

ここで、電気的に作動する給水ポンプを使用して給水する構造を有する理美容用蒸気供給装置の具体構成の一例を図２に示す。この理美容用蒸気供給装置は、給水する水を収容する給水タンク１０１、給水タンク１０１の水を送出する給水ポンプ１０２、水を加熱するとともにそれにより生成された蒸気を高圧状態で貯留する蒸気生成タンク１０３、これらを順に連結して水を搬送する送水管１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ）、蒸気生成タンク１０３に貯留された蒸気の噴出の開閉動作を行う蒸気開放弁１０５、蒸気開放弁１０５が開状態になったときに蒸気を導く蒸気導管１０６、蒸気導管１０６によって導かれる蒸気を大気へ噴出させる蒸気噴出部１０７を主要構成部材としている。蒸気生成タンク１０３内には、電気的に制御されるタンクヒーター１０３Ａが配設されており、このタンクヒーター１０３Ａで加熱されて生成された蒸気が高温高圧（例えば、４気圧、約１４０℃）の状態で貯留されている。貯留されている蒸気は、蒸気開放弁１０５、蒸気導管１０６、蒸気噴出部１０７を通して大気へ噴出され、毛髪や皮膚などに照射して消費される。その結果、蒸気生成タンク１０３内の水が少なくなってその水量が所定量に達すると、給水タンク１０１に収容された水が給水ポンプ１０２の電気的作動により、連結された送水管１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ）を通って蒸気生成タンク１０３内へ送出される。ここで、給水タンク１０１に収容されている水は、理美容用蒸気供給装置が設置されている室温（約２０℃）と略同じ温度になっており、その水が蒸気生成タンク１０３内へ送出されることになる。また、蒸気生成タンク１０３と送水管１０４Ｂとの連結部に蒸気生成タンク１０３内の圧力を封止する封止弁（例えば、逆止弁）１０４Ｅが取り付けてある。更に、蒸気生成タンク１０３内の水を排水するための排水弁１０４Ｆが装備されている。

特開２０１０−０２９５０３号公報（第７頁、図１） 特開２００７−２７５２５１号公報（第１７頁、図３）

ところで、図２に示した理美容用蒸気供給装置にあっては、高圧高温（例えば、４気圧、約１４０℃）状態に維持されている蒸気生成タンク１０３内の水へ、給水タンク１０１に収容されている室温（約２０℃）の水を給水することで、蒸気生成タンク１０３内の水の温度が著しく低下して、蒸気生成タンク１０３内の蒸気圧力が低下してしまう現象及び蒸気噴出中に給水した場合は、噴出蒸気の量や質感が変化することが問題であった。

本発明は、係る事由に鑑みてなしたものであり、その目的とするところは、給水しても蒸気生成タンク内の蒸気圧力が給水に起因する蒸気圧力の低下がない理美容用蒸気供給装置を提供することにある。更には、蒸気噴出中に給水した場合には、給水が起因する噴出蒸気の量、質感が変わらない理美容用蒸気供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１に記載の理美容用蒸気供給装置は、 給水タンクの水を給水ポンプにより送水管を介して密閉された蒸気生成タンクに送り、蒸気生成タンク内で水を加熱するとともにそれにより生成された蒸気を高圧状態で貯留し、この貯留された蒸気を蒸気開放弁、蒸気導管を介して蒸気噴出部から大気へ噴出させる理美容用蒸気供給装置であって、前記送水管を介して前記蒸気生成タンクに送られる水を予め加熱する理美容用蒸気供給装置に係るものである。

そして、前記送水管は，高熱伝導性材料製であり、前記蒸気生成タンクの周囲に巻回されている。

そして、前記蒸気生成タンクと前記給水ポンプ間を連結する前記送水管の蒸気生成タンクの周囲に巻回されている部分より給水ポンプ側に、蒸気生成タンク内の圧力を封止する逆止弁を介挿し、前記送水管を介して前記蒸気生成タンクに送られる水を蒸気生成タンク内の水と同等の圧力と温度に予め加熱することを特徴とする。

請求項１記載の本発明理美容用蒸気供給装置によれば、頭部毛髪や皮膚などへスチーム照射することにより消費した蒸気生成タンク内の水を補給するために、給水ポンプで給水した場合、蒸気生成タンク内の加熱されている水の温度や蒸気圧力を低下させることなく給水できる。また、蒸気噴出中に給水を行っても給水による噴出蒸気の減速、減量、蒸気質感の変化なく使用することが可能となる。
特に、送水管内の水を蒸気生成タンク内の水と同等の圧力と温度にすることが可能であり、また逆流を防止して安全に使用することができる。

本発明の実施形態に係る理美容用蒸気供給装置の構造図 従来の理美容用蒸気供給装置の構造図

以下、本発明を実施するための好ましい形態を説明する。本発明の実施形態に係る理美容用蒸気供給装置は、図１に示すように、給水する水を収容する給水タンク１、給水タンク１の水を送出する給水ポンプ２、水を加熱するとともにそれにより生成された蒸気を高圧状態で貯留する蒸気生成タンク３、これらを順に連結して水を搬送する送水管４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、蒸気生成タンク３に貯留された蒸気の噴出の開閉動作を行う蒸気開放弁５、蒸気開放弁５が開状態になったときに蒸気を導く蒸気導管６、蒸気導管６によって導かれる蒸気を大気へ噴出させる蒸気噴出部７を主要構成部材としている。

蒸気生成タンク３には、水を加熱して蒸気を生成するタンクヒーター３Ａ、水量を検知する液面センサー３Ｂ、蒸気圧力を手動で大気中へ放出して蒸気生成タンク３内の蒸気圧力を大気圧と同等にする蒸気放出弁部３Ｃの蒸気通過部分、蒸気開放弁５の蒸気通過部分が内蔵されている。この蒸気生成タンク３は、蒸気生成タンク３内の蒸気圧力を検知する圧力センサー１１、蒸気生成タンク３内を大気開放系と密閉系の両方にすることができる電磁弁１２、電気回路基板１３−１等とともに、筐体である装置本体Ｃ内に装備されている。装置本体Ｃの上側外面には、操作者が装置を操作するための操作パネル基板１３−２が配設されている。また、蒸気開放弁５と蒸気放出弁部３Ｃの各操作軸部も装置本体Ｃから突出しており、それぞれに操作つまみ５Ｔ、３ＣＴが装着されている。

蒸気生成タンク３の下方（底）には、三方継手１４の一方が装着され、残りニ方はそれぞれ送水管４Ｃ、排水弁４Ｆが接続され装置本体Ｃ内に配設されている。尚、送水管４Ｃの接続口は排水弁４Ｆの接続口より上方に配置するほうが好ましい。

ここで、動作フローに従って理美容用蒸気供給装置全体の形態を説明する。まず最初に操作パネル基板１３−２上に備えられている運転スイッチを押すと、電磁弁１２が開いて蒸気生成タンク３内を大気開放系にし、給水ポンプ２が作動して給水タンク１に収容した水を送水管４Ａ、４Ｂ、４Ｃを通して蒸気生成タンク３の底部にある３方継手１４から蒸気生成タンク３内へ給水する。蒸気生成タンク３に内蔵されている液面センサー３Ｂが満水（例えば水量２０００ml）を検知すると、給水ポンプ２の作動が停止して給水が止まる。また、電磁弁１２が閉じて蒸気生成タンク３内を密閉系とする。

タンクヒーター３Ａへの通電が開始され、蒸気生成タンク３内の水が加熱される。加熱された水は水蒸気を生成し、満水でも蒸気生成タンク３内の上方に確保された空間（例えば５００ml容量）に圧力を有しながら蓄積される。圧力センサー１１の計測値の上限設定値（例えば４気圧）に達すると、タンクヒーター３Ａへの通電が停止し、水の加熱が停止される。蒸気の噴出動作や時間経過による蒸気圧力の低下があり、圧力センサー１１の計測値の下限設定値（例えば３．５気圧）に達すると、タンクヒーター３Ａへの通電が再び開始され、水を加熱して蒸気を生成する。蒸気生成タンク３内はこれらを繰り返して蒸気圧力を規定圧力に維持される。

頭部毛髪へのパーマやカラーリングの施術反応促進などを目的に、開放弁部５の操作つまみ５Ｔを回して蒸気を開放すると、蒸気は蒸気導管６を介して蒸気噴出部７から頭部毛髪へ照射される。蒸気噴出量は、開放弁部５、蒸気導管６、蒸気噴出部７の蒸気経路の断面積などにより決定されるが、例えば、４０ｍｌ／分である。つまり、頭部毛髪などへ２分間蒸気噴射使用すると、蒸気生成タンク３内の蒸気（水）が８０ｍｌ消費されることになる。このように施術などを目的に、蒸気噴射使用を繰り返すと、蒸気生成タンク３内の水が消費されるため、給水ポンプ２による給水が必要となってくる。

それでは、本発明に係る給水構造を図１に沿って詳細に説明する。蒸気生成タンク３内へ水を送り込む部位である三方継手１４に、給水の送水管４Ｃが接続されている。送水管４Ｃは熱伝導性のよい材質で更に１４５℃以上の耐熱性のある材質（例えば銅管、ＳＵＳ管など）からなり、蒸気生成タンク３の外周壁面に密着するようにコイル巻き加工を施している。送水管４Ｃの外形が円状（丸管）であれば、蒸気生成タンク３の外周に接触する面積を大きくするように面取り加工を施せば更によい。蒸気生成タンク３の外周壁面にコイル巻きする送水管４Ｃの長さは、水量に換算して１００ｍｌ程度が保有できる長さが適性であるが、特に限定するものではない。例えば、送水管４Ｃを内径４mm、肉厚１mmの銅管を使用すると、内径の断面積から計算して、約１００mlの水を保有するコイル巻きの長さは約８００cmである。蒸気生成タンク３の外周壁面に添ってコイル巻きした送水管４Ｃは、蒸気生成タンク３の下方側の三方継手１４へ接続され、上方側は逆止弁４Ｅと接続され、更に送水管４Ｂを介して給水ポンプ２と連結されている。尚、蒸気生成タンク３内へ給水する場合、蒸気生成タンク３の上方部（蒸気層）から水を入れ込むより、下方部の水層部へ入れた方がよいため、三方継手１４に送水管４Ｃを接続している。

前述したように、蒸気生成タンク３内の水が加熱されて、例えば４気圧の飽和蒸気圧力で保持されている状態は、蒸気生成タンク３内の水と蒸気温度は約１４０℃となっている。この蒸気と水の熱量は蒸気生成タンク３の壁面を通してコイル巻きしてある送水管４Ｃと送水管４Ｃ内に滞在している水を加熱して同等の約１４０℃で維持される。また、逆止弁４Ｅまでの経路は蒸気生成タンク３内の圧力と同じ圧力（４気圧）を有することになるため、送水管４Ｃ内に滞在する水は、４気圧を有する約１４０℃の水となる。
１気圧下（大気圧下）では、水は１００℃で沸騰して１００℃以上にはならないが、送水管４Ｃ内を蒸気生成タンク３内と同じ条件下にすることで、送水管４Ｃ内に滞在する水を１４０℃まで上げることができる。

蒸気噴出部７から蒸気を噴射して消費した蒸気生成タンク３内の水を、給水ポンプ２を作動させて蒸気生成タンク３内へ給水する場合、送水管４Ｃ内に滞在している水が蒸気生成タンク３内へ送出されるが、蒸気生成タンク３内と同じ約４気圧、約１４０℃の水が給水されるため、蒸気生成タンク３内の蒸気圧力および、温度を下げることなく給水される。つまり、蒸気を噴射使用中であっても、噴射する蒸気の質を変化させることがなく、給水できるものである。

例えば、２００mlを給水する場合、送水管４Ｃ内に滞在する水量１００ml分の長さの管を蒸気生成タンク３の外周壁面にコイル巻きした条件下では、１００mlの水量を１回分の連続給水量とし、時間経過後（それぞれの熱伝導の効率に依存するが、例えば２分後）に再び残りの１００mlを連続給水するシーケンスフローとすることで、給水による蒸気質変化を全く伴わない給水が可能となる。

このように、送水管４Ｃを蒸気生成タンク３の外周壁面に密着コイル巻きにし、送水管４Ｃの給水ポンプ２側の接続口に逆止弁４Ｅを取り付けることで、送水管４Ｃ内の水を蒸気生成タンク３内の加熱されている水と略同等の圧力、温度にすることができ、その水を蒸気生成タンク３内へ給水しても、蒸気生成タンク３内に貯蓄されている蒸気質を変化させることがない。言い換えれば、蒸気生成タンク３のサブタンクが存在する形と言える。

ここで、上記記載の送水管４Ｃから給水タンク１までの構成を説明する。送水管４Ｃの給水ポンプ２側は逆止弁４Ｅと連結されている。逆止弁４Ｅと給水ポンプ２の送水口側が送水管４Ｂで連結されている。送水管４Ｂは、送水管４Ｃのように熱伝導性などを配慮した材質である必要はなく、給水ポンプ２の送水圧力に耐える材質（例えばシリコンホース）であればよい。また、給水ポンプ２は電気回路基板１３−１を介して電気的制御された電磁ポンプなどが使用される。

給水ポンプ２の吸水側は、送水管４Ａと連結される。送水管４Ａのもう一方の端にはゴミなどを吸い込まないようにフィルター１Ａが先端に取り付けられ、給水タンク１内へ挿入されている。給水タンク１は市販のポリタンクなどが使用される。
装置本体Ｃ、給水ポンプ２、給水タンク１などがテーブル１５に設置される。

内容量２６００ml、外径１３３mm、ＳＵＳ材質で壁面厚み１．５mmの蒸気生成タンク３の外周に、送水管４Ｃとして内径４mm、肉厚１mm、長さ８００cmの銅丸管を密着コイル巻きし、図１と同じ構造体の蒸気供給装置にて次のような実験を行った。尚、実験であるため、給水ポンプ２は、電源回路基板１３−１を介さないで、電源を入り／切りできるように単独で電源ラインを設けた。

給水タンク１へ水温２０℃の水道水を４０００ml入れ、蒸気生成タンク３内へ水２０００mlを、給水ポンプ２を作動させて給水し、蒸気生成タンク３内の蒸気圧力上限４気圧、下限３．５気圧設定で稼動させた。蒸気生成タンク３内の蒸気圧力値が４．０気圧の時に蒸気を蒸気噴出部７から噴出量４０ml／分で噴出開始し、その後の蒸気生成タンク３内の蒸気圧力低下を時間経過とともに観察した。

以下の条件での比較を行った。
（１）給水は全く行わない時の蒸気生成タンク３内の蒸気圧力低下度合い
（２）蒸気圧力４気圧で蒸気噴出開始と同時に１００ml（約１４０℃水温）を給水した時の蒸気生成タンク３内の蒸気圧力低下度合い
（３）上記（２）と同様にして、水温２０℃ １００mlを直接、蒸気生成タンク３内へ給水した時の蒸気圧力低下度合い
結果を表１に示す。

結果から判断して、（２）の条件の給水では、給水していない状態と概ね同じ状態に蒸気生成タンク３内が維持されていると考えられる。給水中であっても噴出している蒸気にも全く変化はなかった。一方、（３）の条件の給水では、給水された水により蒸気生成タンク３内の熱量が低下して蒸気圧力も低下したと考えられる。尚、給水ポンプ２による１００ｍｌの給水時間は２４秒を要した。また、送水管４Ｃ内に滞在している水は実測値１４２℃であった。

水は１気圧下（大気圧下）では１００℃で沸騰して１００℃以上にはならないが、本発明に係る給水構造では、逆止弁４Ｅを送水管４Ｃの給水ポンプ２側に取り付けることで、送水管４Ｃ内が、蒸気生成タンク３内と同じ圧力条件となり、４気圧の蒸気生成タンク３内の圧力設定では、約１４０℃の水が給水できる。

１ 給水タンク（蒸気生成タンク３へ給水する水を収容する）
２ 給水ポンプ
３ 蒸気生成タンク（水を加熱して圧力蒸気を貯蓄するタンク）
３Ａ タンクヒーター（蒸気生成タンク３内の水を加熱するヒーター）
３Ｂ 液面センサー（蒸気生成タンク３内の水の量を検知する）
４Ａ 送水管
４Ｂ 送水管
４Ｃ 送水管（蒸気生成タンク３の外周壁面へ密着コイル巻きした管）
４Ｅ 逆止弁
４Ｆ 排水弁
５ 蒸気開放弁
６ 蒸気導管
７ 蒸気噴出部
１１ 圧力センサー（蒸気生成タンク３内の蒸気圧力を検知する）
１２ 電磁弁（蒸気生成タンク３内を大気開放系または密閉系にする）
１３−１ 電気回路基板
１３−２ 操作パネル基板
１４ 三方継手（蒸気生成タンクの底、送水管４Ｃ、排水弁４Ｆを接続する）

Claims (1)

1. 給水タンクの水を給水ポンプにより送水管を介して密閉された蒸気生成タンクに送り、蒸気生成タンク内で水を加熱するとともにそれにより生成された蒸気を高圧状態で貯留し、この貯留された蒸気を蒸気開放弁、蒸気導管を介して蒸気噴出部から大気へ噴出させる理美容用蒸気供給装置であって、前記送水管を介して前記蒸気生成タンクに送られる水を予め加熱する理美容用蒸気供給装置において、
   前記送水管は、高熱伝導性材料製であり、前記蒸気生成タンクの周囲に巻回されており、前記蒸気生成タンクと前記給水ポンプ間を連結する前記送水管の蒸気生成タンクの周囲に巻回されている部分より給水ポンプ側に、蒸気生成タンク内の圧力を封止する逆止弁を介挿し、前記送水管を介して前記蒸気生成タンクに送られる水を蒸気生成タンク内の水と同等の圧力と温度に予め加熱することを特徴とする理美容用蒸気供給装置。
   

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