JP6186590B2 - 液体微細化装置及びサウナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体微細化装置及び液体微細化装置を備えるサウナ装置に関する。

家庭用の浴室の天井面等に設置される家庭用のサウナ装置では、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、さらに二次加湿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、飛散された水は、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。

また、サウナ運転後の乾燥運転時には、貯水部への給水が停止された状態で揚水管が回転されるとともに温風が供給されて、貯水部に残留する水が気化される。

特開２０１２−１５２３０８号公報

ところで、上記のようなサウナ装置では、貯水部に残留する水が気化されることで、貯水部を清潔に保つことが可能となっているが、貯水部に給水する給水弁と繋がる配管内の水は残る可能性がある。そして、この残った水に菌が存在する場合には、次回サウナ装置を利用する際にミスト内に菌が含まれる虞がある。

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、給水弁と繋がる配管内の残留水をより確実に殺菌することができる液体微細化装置及びサウナ装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、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、制御部により制御され、前記貯水部への給水の有無を切り替える給水弁と、を備えた液体微細化装置であって、前記制御部は、前記一次熱交換器を制御して前記貯水部の残水を乾燥させる乾燥運転を行い、前記液体微細化装置は、殺菌処理部と、二次熱交換器と、を備え、前記殺菌処理部は、前記乾燥運転時に、前記給水弁よりも上流側で殺菌処理を行い、前記二次熱交換器は、前記加湿ユニットを通過した温風を再加熱し、前記殺菌処理部は、前記給水弁よりも上流側に配置され、水と熱源機からの温水との熱交換を行う水熱交換器を有し、前記二次熱交換器は、前記水熱交換器と前記熱源機との間に接続され、前記液体微細化装置は、前記水熱交換器と前記熱源機との間に設けられて前記水熱交換器側への温水の流量を制御可能な流量制御弁とを備え、前記制御部は、前記乾燥運転時に前記流量制御弁を開放して、前記水熱交換器内に前記熱源機からの温水を通すことを特徴とする。

また、上記構成において、前記殺菌処理部は、前記給水弁よりも上流側に配置され、水と熱源機からの温水との熱交換を行う水熱交換器を有し、前記水熱交換器は、前記熱源機と前記接続管とで接続され、前記殺菌処理部は、前記水熱交換器内で、前記熱源機からの温水と前記接続管内の水との熱交換を行うことで前記殺菌処理を行うことが好ましい。

また、上記構成において、前記加湿ユニットを通過した温風を再加熱する二次熱交換器を備えることが好ましい。

また、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、制御部により制御され、前記貯水部への給水の有無を切り替える給水弁と、を備えた液体微細化装置であって、前記制御部は、前記一次熱交換器を制御して前記貯水部の残水を乾燥させる乾燥運転を行い、前記液体微細化装置は、殺菌処理部と、二次熱交換器と、を備え、前記殺菌処理部は、前記乾燥運転時に、前記給水弁よりも上流側で殺菌処理を行い、前記二次熱交換器は、前記加湿ユニットを通過した温風を再加熱し、前記殺菌処理部は、前記給水弁よりも上流側に配置され、水と熱源機からの温水との熱交換を行う水熱交換器を有し、前記二次熱交換器は、前記水熱交換器と前記熱源機との間に接続され、前記液体微細化装置は、前記水熱交換器と前記熱源機との間に設けられて前記水熱交換器側への水の流量を制御可能な流量制御弁とを備え、前記制御部は、前記乾燥運転時に前記流量制御弁を開放して、前記水熱交換器内に前記熱源機からの温水を通すことが好ましい。

また、上記課題を解決するために、サウナ装置は、上記液体微細化装置をサウナ室の天井面に設置することを特徴とする。

本発明の液体微細化装置及びサウナ装置によれば、給水弁と繋がる配管内の残留水をより確実に殺菌することができる。

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。 液体微細化装置の水回路を示す概略図である。

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、サウナ室１内の天井面２に設けられてミストを供給する液体微細化装置３が取り付けられている。液体微細化装置３には、温水器４（図６参照）から熱源として温水が循環往路管５ａを介して供給されるとともに、循環復路管５ｂを介して温水器４内に戻るようになっている。また、液体微細化装置には、給水管６を介して水（市水）が供給される。なお、温水器４は、電気温水器及びガス温水器のいずれであってもよい。

図２に示すように、液体微細化装置は、フロントパネル７の上方に本体ケース８が取着されている。そして、液体微細化装置は、前記サウナ室１内にフロントパネル７を露出させた状態で、本体ケース８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７は、サウナ室１内の空気を吸い込む吸気口９と、サウナ室１内に高温高湿度のミストを送り出す送気口１０とが設けられている。

図３及び図４に示すように、前記本体ケース８内には主に一次熱交換器１１、送風機１２、加湿ユニット１３、二次熱交換器１４、水熱交換器１５が収容されている。

図４に示すように、一次熱交換器１１は、本体ケース８の吸気口９の上方に設置され、前記温水器４から供給される温水が循環する熱交換用コイル１６が上下方向に複数層に亘って往復方向に屈曲されて配設されている。

図３及び図４に示すように、送風機１２は、本体ケース８に回転可能に支持された一対のファン１７間にファンモータ１８が配設され、そのファンモータ１８の動作に基づいてファン１７が回転される。そして、ファン１７の回転に基づいてサウナ室１内の空気が吸気口９から吸い込まれ、その空気は一次熱交換器１１で温められた後、加湿ユニット１３に案内される。

図３及び図４に示すように、加湿ユニット１３は、前記本体ケース８の中央部において、前記ファン１７から温風が供給される位置に配設され、破砕モータ１９、揚水管２０、遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄ、破砕壁２２、貯水部２３等を備えている。

図４に示すように、破砕モータ１９は、本体ケース８の上部に固定される。破砕モータ１９の出力軸２４は下方に延設されるとともに、出力軸２４の下端部には揚水管２０が取着されている。前記揚水管２０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２０の上端部に取着される軸部を介して出力軸２４に固定されている。従って、揚水管２０は出力軸２４と一体に回転される。

図４に示すように、前記貯水部２３の底面は、出力軸２４を支持する位置が最も深くなる浅いすり鉢状に形成されている。また、前記揚水管２０の下端と貯水部２３の間には数ｍｍ程度の所要の隙間が確保されている。

図３及び図７に示すように、前記貯水部２３の側方位置には、定流量弁２５ａと、電磁弁２５ｂとで構成される給水部２６が配設され、その給水部２６には前記給水管６から供給された水が水熱交換器１５を通して供給される。そして、後述する制御部２７（図６参照）の動作により電磁弁２５ｂが開かれると、電磁弁２５ｂ及び定流量弁２５ａを介して水又は温水が貯水部２３に滴下される。

図３〜図５に示すように、前記揚水管２０の上部には４層の円板状の遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄ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２１ａは揚水管２０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２１ｂ〜２１ｄが最上層の遠心破砕円板２１ａから取付具を介して吊下支持されている。

図４に示すように前記遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄの間において、揚水管２０には揚水管２０の内外を連通させる四角形状の開口部２８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２６から貯水部２３に水が供給され、貯水部２３に溜まった水の水面が揚水管２０の下端より上方に達している状態で前記破砕モータ１９の作動により揚水管２０が回転されると、貯水部２３に貯留されている水が遠心力により揚水管２０の内周面に沿って上方へ巻き上げられ、各開口部２８から各遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄの上面を薄膜状となって案内された後、遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄの周縁からその周囲に細かな水滴となって飛散される。

図３〜図５に示すように、前記揚水管２０に対し前記ファン１７の反対側には前記破砕壁２２が形成されている。破砕壁２２は遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄを取り囲むように湾曲する衝立状に形成されるとともに、多数の破砕枠２９が上下方向に設けられて各破砕枠２９間が開口されている。そして、前記遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄから飛散される細かな水滴が破砕壁２２及び破砕枠２９に衝突してさらに細かい水粒に破砕され、ファン１７から送風される温風により気化される。

前記揚水管２０とファンモータ１８との間には仕切り壁３０が設けられ、遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄから飛散される水滴によるファンモータ１８の濡れを防止している。仕切り壁３０に付着した水滴は、貯水部２３に落下する。また、前記破砕壁２２に付着した水粒も貯水部２３に落下する。

前記破砕壁２２に対し、前記揚水管２０の反対側にはエリミネータ３１及び前記二次熱交換器１４が配設される。エリミネータ３１では破砕壁２２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１４に案内される。エリミネータ３１で除去された水粒は、貯水部２３に落下する。

二次熱交換器１４は、本体ケース８の送気口１０の上方に設置され、前記温水器４から供給される温水が循環する熱交換用コイルが往復方向に屈曲されて配設されている。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１４で再加熱されて、前記送気口１０に案内される。

次に、本実施形態の液体微細化装置３の水回路（水の流れ）について説明する。

図７に示すように、温水器４と接続される循環往路管５ａは、液体微細化装置３内で二股に分かれ、その一方が水熱交換器１５と接続され、その他方が一次熱交換器１１と接続される。水熱交換器１５は給水管６から第一接続管３３までの経路と、循環往路管５ａから第二接続管３４までの経路は、内部で区画分けされたものであり、複数の伝熱板を介して熱の授受が行われる。

なお、一次熱交換器１１と温水器４間においては、一次熱交換器１１への温水の供給を司る温水開閉弁３２が一次熱交換器１１と接続される循環往路管５ａに介在されている。

水熱交換器１５は、水が給水される給水管６と、温水器４と接続される循環往路管５ａと、加湿ユニット１３側と接続される第１接続管３３と、二次熱交換器１４と接続される第２接続管３４と接続されている。

給水部２６と接続される第１接続管３３は、給水部２６側の電磁弁２５ｂと接続され、前記給水管６側からの水を前記給水部２６に通水可能となっている。

また、二次熱交換器１４と接続される第２接続管３４は、温水器４の温水を二次熱交換器１４に供給可能となっている。ちなみに、二次熱交換器１４は、第３接続管３５を介して温水器４の循環復路管５ｂと接続される。このため、二次熱交換器１４は、温水器４に温水（水）を戻すことが可能となっている。なお、二次熱交換器１４側の第３接続管３５には流量制御弁３６が介在される。このため、流量制御弁３６により、二次熱交換器１４や水熱交換器１５内を通過する水（温水）の流量が調整可能となっている。

次に、上記のように構成された液体微細化装置３の作用について説明する。

本実施形態の液体微細化装置３では、サウナ室１内に高温多湿のミストを噴霧して、サウナ室１内の使用者に対してサウナ効果を付与するミスト噴霧運転が可能となっている。また、ミスト噴霧運転終了後には液体微細化装置３内の乾燥を行う乾燥運転が行われるようになっている。

（ミスト噴霧運転）
ミスト噴霧運転を開始するための制御信号が制御部２７に入力されると、制御部２７は、一次及び二次熱交換器１１，１４に温水が供給され、ファンモータ１８と破砕モータ１９とが回転駆動される。このとき、二次熱交換器１４に供給される温水は、温水器４の温水が水熱交換器１５を介して供給される。

次いで、制御部２７は、ファンモータ１８及び破砕モータ１９が正常に動作しているか否かを確認した後、給水部２６の電磁弁２５ｂを開放して、定流量弁２５ａから貯水部２３に水が略一定量ずつ供給される。ちなみに、貯水部２３に貯留される水は、前記水熱交換器１５を介して供給されるため、温水器４からの温水と熱交換されて、市水よりも温度が高くなる。

そして、サウナ室１内の空気が吸気口９から液体微細化装置内に吸い込まれ、一次熱交換器１１で温められて加湿ユニット１３に送られる。加湿ユニット１３では、揚水管２０が回転されて貯水部２３から水が巻き上げられ、その水が遠心破砕円板２１ａ〜２１ｄ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２１ａ〜２１ｄから破砕壁２２に向かって飛散された水滴は、破砕壁２２に衝突してさらに細かい水粒となり、ファン１７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１４に案内されて再加熱されてミストとして、前記送気口１０からサウナ室１内に送り出される。

サウナ室１への高湿空気であるミストの送風が開始されると、制御部２７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、電磁弁２５ｂを閉鎖し、乾燥運転を開始する。このとき、制御部２７では、タイマー動作が開始される。

そして、一次及び二次熱交換器１１，１４への温水の供給が維持され、ファンモータ１８と破砕モータ１９が回転駆動される。この動作により、貯水部２３に残った水は気化される。

このとき、制御部２７は、流量制御弁３６を開放して、水熱交換器１５内に温水器４からの約８０℃の温水が供給されるようになっている。このため、水熱交換器１５内では給水部２６側の水や給水管６側の水と熱交換が行われる。そのとき、給水部２６側の弁は閉止しているため、給水管６内の水の流動はなく、貯留された水は時間とともに８０℃近くまで上昇するその結果、給水部２６側の水や給水管６側の水、即ち次回ミスト噴霧運転時に貯水部２３に供給される予定の水が殺菌処理されることとなる。

次いで、例えばタイマーによる計測時間が所定時間経過したとき、制御部２７は、ファンモータ１８及び破砕モータ１９の作動を停止させる。そして、制御部２７は、一次熱交換器１１及び二次熱交換器１４への温水の供給が停止されて、ミスト噴霧運転後の乾燥運転が終了する。

次に、本実施形態の効果を記載する。

（１）乾燥運転時に、給水弁としての給水部２６よりも上流側で殺菌処理が行われるため、液体微細化装置３内において給水部２６と繋がる配管（第１接続管３３）内の残留水の殺菌処理が確実に行われる。これにより、次回、液体微細化装置３使用時において、殺菌済みの水を利用することができる。

（２）殺菌処理部は、給水部２６よりも上流側に配置され、熱源機としての温水器４からの温水と水との熱交換を行う水熱交換器１５を有し、水熱交換器１５内を通して、温水器４からの温水と前記給水部２６側に流入する水との熱交換が可能に構成されるものである。そして、乾燥運転時に、水熱交換器１５に熱源機としての温水器４からの温水を流入させて、給水部２６側に流入する水と熱交換を行って殺菌処理が行われる。このように、薬剤等を利用することなく、熱処理により水の殺菌処理を実施できる。

（３）加湿ユニット１３から送風される温風を再加熱する二次熱交換器１４を備えることで、気化熱を奪われて温度が低下したミスト（温風）が二次熱交換器１４で再加熱することができる。

（４）二次熱交換器１４は、水熱交換器１５と温水器４との間に接続されるものである。そして、水熱交換器１５と温水器４との間に設けられて水熱交換器１５内への温水の流量を制御可能な流量制御弁３６とを備える。そして、制御部２７により乾燥運転時に前記流量制御弁３６が開放されて、前記水熱交換器１５内を温水器４からの温水が通るため、給水部２６側に流入する水を殺菌処理することができる。

尚、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。

・上記実施形態では、二次熱交換器１４を設ける構成を採用したが、二次熱交換器１４を省略する構成を採用してもよい。この場合、第２接続管３４を流量制御弁３６と接続し、第３接続管３５を省略する。

・上記実施形態では、熱源機としての温水器４と、液体微細化装置３とを別体としたが、これらを一体としてもよい。

・上記実施形態では、特に言及していないが、図７に示すように第１接続管３３を途中で二股に分け、その一方が給水部２６側の電磁弁２５ｂと接続し、その他方がスプラッシュノズル３８側の電磁弁３７と接続してもよい。ここで、スプラッシュノズル３８は、ノズル噴霧により供給された水を粉砕し、前述のミスト運転時のミストよりも粒径の大きなミストを供給するためのものである。このような構成とすることで２種類のミスト供給が可能となる。また、第１接続管３３は、その内部の水が前述のように乾燥運転時に殺菌処理が施されるため、このスプラッシュノズル３８によるミストを供給する場合でも、同様に殺菌済みの水を利用することができる。

・上記実施の形態では、特に言及していないが、第１の接続配管３３または電磁弁２５ｂに内部圧力が上昇した場合、外部あるいは下流側に圧力つまりは膨張した温水を逃す弁を設けてもよく、下流側に押し出された温水は定流量弁２５ａより貯水部２３に流れ、一方そのときは、乾燥運転を行っているため、貯水部２３に流れた水は乾燥されることとなる。

・上記実施形態では、水を温めることにより、殺菌を行う構成としたが、これに限らない。

以上のように、本発明にかかる液体微細化装置は、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 温水器
５ａ 循環往路管
５ｂ 循環復路管
６ 給水管
７ フロントパネル
８ 本体ケース
９ 吸気口
１０ 送気口
１１ 一次熱交換器
１２ 送風機
１３ 加湿ユニット
１４ 二次熱交換器
１５ 水熱交換器
１６ 熱交換用コイル
１７ ファン
１８ ファンモータ
１９ 破砕モータ
２０ 揚水管
２１ａ 遠心破砕円板
２１ｂ 遠心破砕円板
２１ｃ 遠心破砕円板
２１ｄ 遠心破砕円板
２２ 破砕壁
２３ 貯水部
２４ 出力軸
２５ 給水弁
２６ 給水部
２７ 制御部
２８ 開口部
２９ 破砕枠
３０ 仕切り壁
３６ 流量制御弁
３７ 電磁弁

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、
   制御部により制御され、前記貯水部への給水の有無を切り替える給水弁と、を備えた液体微細化装置であって、
   前記制御部は、前記一次熱交換器を制御して前記貯水部の残水を乾燥させる乾燥運転を行い、
   前記液体微細化装置は、殺菌処理部と、二次熱交換器と、を備え、
   前記殺菌処理部は、前記乾燥運転時に、前記給水弁よりも上流側で殺菌処理を行い、
   前記二次熱交換器は、前記加湿ユニットを通過した温風を再加熱し、
   前記殺菌処理部は、前記給水弁よりも上流側に配置され、水と熱源機からの温水との熱交換を行う水熱交換器を有し、
   前記二次熱交換器は、前記水熱交換器と前記熱源機との間に接続され、
   前記液体微細化装置は、前記水熱交換器と前記熱源機との間に設けられて前記水熱交換器側への温水の流量を制御可能な流量制御弁とを備え、
   前記制御部は、前記乾燥運転時に前記流量制御弁を開放して、前記水熱交換器内に前記熱源機からの温水を通す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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