JP6167286B2 - 液体微細化装置及びサウナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミストサウナ装置等に使用される液体微細化装置に関するものである。

家庭用の浴室の天井面等に設置される家庭用ミストサウナ装置では、浴室内の空気が吸気口から本体内に吸い込まれ、一次加熱手段により加熱される。加熱された空気は微細化手段で微細化された水と混合されて加湿され、さらに二次加熱手段で加熱された後、送気口から浴室内に送風される。

特許文献１に開示される液体微細化装置では、サウナ運転時に、回転モータの駆動力で回転駆動される揚水管で貯水部から揚水される水が揚水管に取着された回転板から遠心力で飛散される。そして、飛散された水滴は、液体微細化装置の筒状の経路の内壁に衝突して破砕され、前述の加熱された空気と混合されて水蒸気化される。

特開２０１２−１５２３０８号公報

上記のような液体微細化装置では、回転板から飛散された水滴が筒状の経路の内壁に衝突して破砕されるが、筒状の経路の内側に衝突して跳ね返った水が揚水管及び回転板を回転駆動する回転モータの回転軸に付着する。従って、回転モータ内に湿気が侵入して故障の原因となるという問題点がある。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は破砕モータの出力軸への水の付着を抑制し得る液体微細化装置を提供することにある。

上記課題を解決する液体微細化装置は、本体ケース内に空気を吸い込むファンを回転駆動するファンモータと、前記ファンで吸い込まれた空気を前記本体ケース内で温めて温風とする一次熱交換器と、破砕モータの作動に基づいて、貯水部に貯留された水を細かな水粒に破砕するとともに、前記一次熱交換器を通過した温風を前記水粒により加湿する加湿ユニットと、を備えた液体微細化装置において、前記破砕モータは、前記破砕モータの作動に基づいて回転する出力軸を含み、前記出力軸には、取付軸部が固定され、前記加湿ユニットは、揚水管と、遠心破砕円板と、破砕壁と、を含み、前記揚水管は、前記破砕モータの作動に基づいて回転して前記貯水部から水を巻き上げ、前記遠心破砕円板は、前記揚水管と一体に回転し、前記揚水管で巻き上げた水を前記揚水管の回転方向に飛散させ、前記破砕壁は、前記遠心破砕円板の一側に配設され、前記遠心破砕円板から飛散された水滴を衝突させて水粒に破砕し、前記揚水管及び前記遠心破砕円板は、前記出力軸に前記取付軸部を介して取着され、前記加湿ユニットにより破砕された水粒から前記破砕モータの出力軸を遮断する遮断部材を備え、前記遮断部材は、突出部を有し、前記突出部は、前記取付軸部の上部に対し一定の距離を置いて設けられ、該上部が挿入されるように該上部を覆うことを特徴とする。

また、上記課題を解決するサウナ装置は、液体微細化装置をサウナ室の天井面に設置したことを特徴とする。

本発明によれば、破砕モータの出力軸への水の付着を抑制することができる。

一実施形態のサウナ室を示す斜視図である。 液体微細化装置を示す斜視図である。 液体微細化装置を示す斜視図である。 液体微細化装置を示す断面図である。 液体微細化装置を示す平面図である。 液体微細化装置の電気的構成を示すブロック図である。 液体微細化装置の軸受部周辺の拡大構成図である。

以下、液体微細化装置を備えたサウナ装置の一実施形態を図面に従って説明する。

図１に示すように、浴室と兼用のサウナ室１の天井面２には液体微細化装置３が取付けられている。液体微細化装置３には、電気温水器あるいはガス温水器から熱源として熱水が配管４を介して供給されるとともに、配管５を介して水が供給される。

図２に示すように、前記液体微細化装置３はフロントパネル６の上方に本体ケース７が取着されている。そして、液体微細化装置３は前記サウナ室１内にフロントパネル６を露出させる状態で、本体ケース７がサウナ室１の天井裏に設置されている。

前記フロントパネル６には、サウナ室１内の空気を吸い込む吸気口８と、サウナ室１内に高温高湿度の空気を送り出す送気口９が設けられている。

図３、図４及び図７に示すように、前記本体ケース７内には主に一次熱交換器１０、送風機１１、加湿ユニット１２、二次熱交換器１３が設けられている。

一次熱交換器１０では、本体ケース７の吸気口８の上方に設置され、前記温水器から供給される熱水が循環するように構成される。

前記送風機１１は、本体ケース７に回転可能に支持された一対のファン１５間にファンモータ１６が配設され、そのファンモータ１６の動作に基づいてファン１５が回転される。そして、ファン１５の回転に基づいてサウナ室１内の空気が吸気口８から吸い込まれ、その空気は一次熱交換器１０で温められ後、加湿ユニット１２に案内される。

前記加湿ユニット１２は、前記本体ケース７の中央部において、前記ファン１５から温風が供給される位置に配設され、破砕モータ１７、揚水管１８、遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄ、破砕壁２０、貯水部２１等を備えている。

前記破砕モータ１７は本体ケース７の上部に固定され、その出力軸２２は下方に延設されるとともに、出力軸２２の下端部には揚水管１８が取着されている。前記揚水管１８は上方に向かって直径が大きくなる逆円錐状の円筒であり、揚水管１８の上端部に取着される軸部を介して出力軸２２に固定されている。従って、揚水管１８は出力軸２２と一体に回転される。

前記貯水部２１の底面は、出力軸２２の下方位置で最も深くなる浅いすり鉢状に形成されるとともに、その最深部に水位検知センサ１４が配設されている。また、前記揚水管１８の下端と貯水部２１の最深部との間には数ｍｍ程度の所要の隙間が確保されている。

図３に示すように、前記貯水部２１の側方位置には、給水弁２３を備えた給水部２４が配設され、その給水部２４には前記配管５から水が供給される。そして、後記制御部２９の動作により給水弁２３が開かれると、配管５から給水弁２３を介して水が貯水部２１に滴下される。

前記揚水管１８の上部には４層の円板状の遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄが水平方向となる状態で設けられている。最上層の遠心破砕円板１９ａは揚水管１８の上端部を水平方向に屈曲して形成され、その下方には同一形状の３枚の遠心破砕円板１９ｂ〜１９ｄが最上層の遠心破砕円板１９ａとともに前記出力軸２２の下端部に固定されている取付軸部３４に取着されている。

従って、破砕モータ１７の作動に基づいて出力軸２２が回転されると、揚水管１８及び各遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄが出力軸２２と一体に回転される。

前記遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄの間において、揚水管１８には揚水管１８の内外を連通させる四角形状の開口部２５が一定間隔毎に形成されている。

このような構成により、給水部２４から貯水部２１に水が供給され、貯水部２１に溜まった水の水面が揚水管１８の下端より上方に達している状態で前記破砕モータ１７の作動により揚水管１８が回転されると、貯水部２１に貯留されている水が遠心力により揚水管１８の内周面に沿って上方へ巻き上げられる。そして、各開口部２５から各遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄの上面を薄膜状となって案内された後、遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄの周縁からその周囲に細かな水滴となって飛散される。

前記破砕モータ１７の出力軸２２は、破砕モータ１７のケースの下側に露出される軸受部３５に回転可能に支持され、その軸受部３５には下方を開口した円筒状の遮断部材３６が取着されている。

そして、遮断部材３６は破砕モータ１７を取り付けるケースと一体のものであり、破砕モータ１７の軸受部３５が前記穴を貫通する位置になるよう破砕モータ１７が取り付けられている。破砕モータ１７と遮断部材３６は防振ゴム３７で密着されており、破砕モータ１７と出力軸２２側の空間は遮断されることにより、空気の流動はない。
一方遮断部材３６はケースの下側に露出している軸受部３５の周囲に略円筒状の突出部３６ａを有しており、出力軸２２と取り付けられた取付軸部３４に対し一定の距離をおいて覆う形状となる。

そして、遮断部材３６の突出部３６ａは前記取付軸部３４との間に垂直方向にわずかな隙間が形成される位置まで下方に向かって延設されている。

図３〜図５に示すように、前記揚水管１８に対し前記ファン１５の反対側には前記破砕壁２０が形成され、その破砕壁２０は遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄを取り囲むように湾曲する衝立状に形成されている。

前記破砕壁２０の遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄ側の側面には、上下方向に延びる突条が破砕枠２６として等間隔に多数形成されている。また、各破砕枠２６の下端は破砕壁２０の下縁より下方まで延設されている。

そして、前記遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄから飛散される細かな水滴が破砕壁２０及び破砕枠２６に衝突してさらに細かい水粒に破砕され、ファン１５から送風される温風により気化される。

前記揚水管１８とファンモータ１６との間には仕切り壁２７が設けられ、遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄから飛散される水滴によるファンモータ１６の濡れを防止している。仕切り壁２７に付着した水滴は、貯水部２１に落下する。また、前記破砕壁２０に付着した水粒も各破砕枠２６から貯水部２１に落下する。

前記破砕壁２０に対し、前記揚水管１８の反対側には気液分離装置２８及び前記二次熱交換器１３が配設される。気液分離装置２８では破砕壁２０及び破砕枠２６を通過した温風に含まれる水粒が除去され、水蒸気を含む高湿の空気が二次熱交換器１３に案内される。気液分離装置２８で除去された水粒は、貯水部２１に落下する。

二次熱交換器１３は、本体ケース７の送気口９の上方に設置され、前記温水器３３から供給される熱水が循環するように構成される。そして、気化熱を奪われて温度が低下した温風が二次熱交換器１３で再加熱されて、前記送気口９に案内される。

次に、上記液体微細化装置３の電気的構成を説明する。

図６に示す制御部２９は、あらかじめ設定されたプログラムに基づいて動作するマイコン及びマイコンと各機器を接続するためのインターフェースを備え、リモコン３０から出力される操作信号と、第一及び第二の温度センサ３１，３２及び水位検知センサ１４から出力される検出信号が入力される。前記制御部２９は、液体微細化装置３のサウナ運転あるいは乾燥運転で動作させる時間を設定するタイマー機能を備えている。

第一の温度センサ３１は、前記一次熱交換器１０を通過した空気の温度を測定する位置に設けられ、第二の温度センサ３２は前記加湿ユニット１２を通過した空気の温度を測定する位置に設けられる。

前記制御部２９は、前記一次熱交換器１０及び二次熱交換器１３に熱水を供給する温水器３３に接続され、サウナ運転時及び乾燥運転時に温水器３３から一次熱交換器１０及び二次熱交換器１３に供給する温水を制御する。

前記制御部２９には前記給水弁２３が接続され、あらかじめ設定されているプログラムに基づいて給水弁２３を開閉制御して前記貯水部２１に供給する水量を制御する。

また、前記制御部２９には前記ファンモータ１６及び破砕モータ１７が接続され、あらかじめ設定されているプログラムに基づいて各モータの動作を制御する。

次に、上記のように構成された液体微細化装置の作用を説明する。

リモコン３０の操作に基づいて、サウナ運転を開始するための操作信号が制御部２９に入力されると、タイマー動作が開始されるとともに、制御部２９により一次及び二次熱交換器１０，１３に温水が供給され、ファンモータ１６と破砕モータ１７が回転駆動される。

次いで、ファンモータ１６及び破砕モータ１７が正常に動作しているか否かを確認した後、給水弁２３が開放されて、貯水部２１に水が供給される。

すると、サウナ室１内の空気が吸気口８から液体微細化装置３内に吸い込まれ、一次熱交換器１０で温められて加湿ユニット１２に送られる。加湿ユニット１２では、揚水管１８が回転されて貯水部２１から水が巻き上げられ、その水が遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄから細かな水滴となって周囲に飛散される。

遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄから破砕壁２０に向かって飛散された水滴は、破砕壁２０に衝突してさらに細かい水粒となり、ファン１５から送風される温風により気化される。

そして、水蒸気を含む高湿の空気が二次熱交換器１３に案内されて再加熱され、前記送気口９からサウナ室１内に送風される。

サウナ室１への高湿空気の送風が開始されると、制御部２９ではタイマー動作が開始される。そして、あらかじめ設定された時間を経てタイマー動作が終了したとき、あるいはリモコン３０からサウナ運転の停止信号が入力されると、給水弁２３が閉鎖され、乾燥運転が開始される。

乾燥運転が開始されると、一次及び二次熱交換器１０，１３への温水の供給が維持され、ファンモータ１６と破砕モータ１７が回転駆動される。この動作により、貯水部２１に残った水は気化される。

次いで、例えば１０分が経過したとき、あるいは第一の温度センサ３１の検出温度と第二の温度センサ３２の検出温度の差があらかじめ設定された温度差より小さくなったとき、あるいは水位検知センサ１４が水の存在を検知できなくなったとき、ファンモータ１６及び破砕モータ１７の作動が停止される。

すなわち、貯水部２１に供給される空気の気化熱による温度低下が小さくなったとき、あるいは水位検知センサ１４が貯水部２１に水が無くなったことを検知したとき、貯水部２１に残っていた水がすべて気化されたと認識して、ファンモータ１６及び破砕モータ１７の作動が停止される。

そして、一次熱交換器１０及び二次熱交換器１３への温水の供給が停止されて、乾燥運転が終了する。

上記のようなサウナ運転時に、破砕壁２０や仕切り壁２７に衝突して破砕された水粒の一部は、遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄ側に跳ね返る。しかし、破砕モータ１７の出力軸２２は、遮断部材３６でほぼ覆われ遮断部材３６と取付軸部３４との間の隙間は僅かである。

そして、一方、水粒の跳ね返る時には取付軸部３４は回転しており、回転体の周囲は正圧となることにより、水粒の接近を抑制する。さらに遠心破砕円板１９ａ〜１９ｄの外径は遮断部材３６の取付軸部３４を覆う略円筒形状に成形された部位の径より大きいため、下部から巻き上げられる水粒の取付軸部３４より上部への侵入を抑制する。

また、破砕モータ１７の出力軸２２と取付軸部３４との接合点、つまりは出力軸２２が取付軸受部３４に覆われていない箇所はさらに上方にあり、一方破砕モータ１７と遮断部材３６は密着されているため破砕モータ１７と出力軸２２側との空気の流通はなく、かりに遮断部材３６と取付軸部３４との隙間より水粒が浸入したとしても、前記接合点に到達することは困難である。

従って、破砕モータ１７の出力軸２２への水の付着が抑制され、出力軸２２の水濡れによる不具合の発生が抑制される。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）液体微細化装置３の作動により、サウナ室１へ高温高湿の温風を供給することができる。
（２）サウナ運転を行うとき、破砕モータ１７の出力軸２２への水の付着を抑制することができる。従って、出力軸２２の水濡れによる不具合の発生を抑制することができる。
（３）遮断部材３６で取付軸部３４との隙間を狭め、且つ遮断部材３６と出力軸２２との間の間隔を狭めることができるので、出力軸２２の周囲への水粒の侵入を抑制することができる。

以上のように、本発明にかかる液体微細化装置は、破砕モータの出力軸への水の付着を抑制することができるので、ミストサウナ装置以外に、液体を微細化して気体に混合する装置に適用可能である。

１ サウナ室
２ 天井面
３ 液体微細化装置
４ 配管
５ 配管
６ フロントパネル
７ 本体ケース
８ 吸気口
９ 送気口
１０ 一次熱交換器
１１ 送風機
１２ 加湿ユニット
１３ 二次熱交換器
１４ 水位検知センサ
１５ ファン
１６ ファンモータ
１７ 破砕モータ
１８ 揚水管
１９ａ 遠心破砕円板
１９ｂ 遠心破砕円板
１９ｃ 遠心破砕円板
１９ｄ 遠心破砕円板
２０ 破砕壁
２１ 貯水部
２２ 出力軸
２３ 給水弁
２４ 給水部
２５ 開口部
２６ 破砕枠
２７ 仕切り壁
２８ 気液分離装置
２９ 制御部
３０ リモコン
３１ 第一の温度センサ
３２ 第二の温度センサ
３３ 温水器
３４ 取付軸部
３５ 軸受部
３６ 遮断部材

Claims (2)

1. 本体ケース内に空気を吸い込むファンを回転駆動するファンモータと、
   前記ファンで吸い込まれた空気を前記本体ケース内で温めて温風とする一次熱交換器と、破砕モータの作動に基づいて、貯水部に貯留された水を細かな水粒に破砕するとともに、前記一次熱交換器を通過した温風を前記水粒により加湿する加湿ユニットと、
   を備えた液体微細化装置において、
   前記破砕モータは、前記破砕モータの作動に基づいて回転する出力軸を含み、
   前記出力軸には、取付軸部が固定され、
   前記加湿ユニットは、揚水管と、遠心破砕円板と、破砕壁と、を含み、
   前記揚水管は、前記破砕モータの作動に基づいて回転して前記貯水部から水を巻き上げ、前記遠心破砕円板は、前記揚水管と一体に回転し、前記揚水管で巻き上げた水を前記揚水管の回転方向に飛散させ、
   前記破砕壁は、前記遠心破砕円板の一側に配設され、前記遠心破砕円板から飛散された水滴を衝突させて水粒に破砕し、
   前記揚水管及び前記遠心破砕円板は、前記出力軸に前記取付軸部を介して取着され、
   前記加湿ユニットにより破砕された水粒から前記破砕モータの出力軸を遮断する遮断部材を備え、
   前記遮断部材は、突出部を有し、
   前記突出部は、前記取付軸部の上部に対し一定の距離を置いて設けられ、該上部が挿入されるように該上部を覆うことを特徴とする液体微細化装置。
2. 請求項１に記載の液体微細化装置をサウナ室の天井面に設置したことを特徴とするサウナ装置。
   

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