JP6255571B2 - 液体微細化装置とそれを用いたサウナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体微細化装置とそれを用いたサウナ装置に関するものである。

例えば、サウナ装置に用いられる液体微細化装置の構成は、次のような構成となっていた。

すなわち、給気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内の風路に設けた送風手段と、この送風手段と排気口間に設けた液体微細化手段とを備え、前記液体微細化手段は、回転する円板の上面に液体を供給し、円板上に薄く広がった液体を遠心力により外方に飛散させて微細化させる構成となっていた（例えば、下記特許文献１参照）。

特開平４−１１８０６８号公報

上記従来例で課題となるのは、運転後に装置内を乾燥させようとした際、長時間を要してしまうということである。

すなわち、従来の液体微細化装置は、上述のごとく、回転する円板の上面に液体を一定供給しているが、吸込み空気の温湿度などにより加湿量は変化するものであるため、加湿されずにタンクへと戻る水量ももちろん変化する。安定して加湿するためには、液体供給段の液体供給量のバラツキや液体微細化手段の加湿量のバラツキを考慮し、液体量は十分な水量をタンク内に保持することが必要となる。一方で、菌の繁殖等を抑えるため、運転後に装置内を乾燥させる必要がある。そこで本発明は、貯水部に溜める水の量を必要最低限とし、装置乾燥時における乾燥時間の短縮でき、この供給水量が過剰にならないよう液体供給手段による給水を制御することができるサウナ装置を提供することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、前記本体ケース内の前記吸気口と前記排気口を結ぶ風路に上流から加熱手段、送風手段の順に設け、前記送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、前記液体微細化手段と前記加熱手段および前記送風手段を制御する制御手段を備えた液体微細化装置において、前記液体微細化手段は、液体微細化手段ケース内に、液体を供給する液体供給手段と、供給された液体を溜める底部が狭くなる形状の貯水部と、前記貯水部に溜められた液体を吸込口から吸上げ微細化する加湿手段とを備え、前記貯水部内には、前記加湿手段の前記吸込口よりも上方に設けた第一の温度検知手段と、前記加湿手段の前記吸込口よりも下方であって、前記貯水部の底部に設けた第二の温度検知手段とを備え、前記液体微細化手段ケース内には、風路温度検知手段を設け、前記制御手段は、前記風路温度検知手段で検知した温度が、所定の温度Ｔｗよりも高く、且つ前記風路温度検知手段で検知した温度と前記第二の温度検知手段で検知した温度との温度差が所定の温度差ΔＴａより大きく、且つ前記第二の温度検知手段で検知した温度と前記第一の温度検知手段で検知した温度との温度差が所定の温度差ΔＴｂより小さい場合に、液体供給手段による給水を停止することにより、上記目的を達成している。

以上のように、本発明は、第一、第二の温度検知手段と風路温度検知手段で検知した各温度によって、第一の水位、第二の水位の浸水状態を判断して、液体供給手段の開閉を制御するので、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。したがって、液体微細化装置の貯水部への供給水量が過剰にならないよう液体供給手段による給水を制御することができる。

本発明の実施の形態１における液体微細化装置を用いたサウナ装置の斜視図 同液体微細化装置の垂直断面の構成図 （ａ）同揚水管の側面を示す構成図、（ｂ）同揚水管の構成を示す斜視図、（ｃ）同揚水管のＡ−Ａ断面を示す構成図 同制御手段のブロック図 同サウナ運転の液体給水判定手段に関わる制御を示すフローチャート 同サウナ運転の満水異常判定手段に関わる制御を示すフローチャート

液体微細化装置は、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内の前記吸込口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段を備えた液体微細化装置において、前記液体微細化手段は、液体を供給する液体供給手段と、供給された液体を溜める貯水部と、前記貯水部に溜められた液体を吸込口から吸上げ微細化する加湿手段とを備え、前記貯水部内には、前記加湿手段の吸込口よりも上方に第一の水位と、前記加湿手段の吸込口よりも下方であって、前記貯水部の底部となる位置に第二の水位を設定するとともに、前記第一の水位に設けた第一の温度検知手段と、前記第二の水位に設けた第二の温度検知手段を備え、前記風路内には、前記加熱手段の下流側に風路温度検知手段を設け、前記制御手段は、前記第一、第二の温度検知手段と風路温度検知手段で検知した各温度から前記液体供給手段の開閉を制御する液体給水判定手段を設けるとともに、前記液体給水判定手段によって液体供給手段が閉と判断された状態が所定時間ｔ２連続した場合に異常を発報する満水異常判定手段を設け、前記貯水部内に溜められた液体を微細化する微細化運転終了後に前記貯水部に残る液体を乾燥させるための乾燥運転を行う液体微細化装置としたものである。

液体供給手段の開閉を制御する基本的な考え方は下記の通りである。第一、第二の温度検知手段と風路温度検知手段は、風路内に配置されている。貯水部に水がない状態で、加熱手段及び送風手段を駆動すると、第一、第二の温度検知手段と風路温度検知手段で検知される温度は上昇し、ほぼ同じ温度を示す。一方、貯水部に水が溜められていれば、第一の温度検知手段および／または第二の温度検知手段で検知される温度は、風路温度検知手段で検知される温度よりも低くなり、第一の水位または第二の水位まで浸水されていると判断する。そして、検出された水位によって液体供給手段の開閉を制御するのである。

これにより、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが出来る。さらには、乾燥運転後には液体微細化装置内の残水はなくなるので、排水管は不要で、液体微細化装置設置時の施工作業を簡単に行えるようにすることが可能となるという効果を奏する。また、微細化運転中で液体給水判定手段により液体供給手段が閉と判断された状態であると、給水されないため貯水部に溜まっている水は次第に少なくなっていくので、液体の水位は第一の水位には浸水していない状態となり、前記液体給水判定手段により、液体供給手段を開く制御となるはずであるが、想定される時間以上に設定された所定時間ｔ２を経過してもその制御とならないということは、液体供給手段や加湿手段に何かしらの異常が起きたと判断することができる。すなわち、前記液体供給手段や前記加湿手段に不具合が生じて溢水の可能性があると認識した際には異常を発報する満水異常判定手段を設けることで、液体供給手段や加熱手段の異常に常時対応することができ、製品の不具合の際にも決して溢水の不具合を起こすことのない対応が可能となる。

また、吸気口と排気口を有する本体ケースと、この本体ケース内の前記吸込口と前記排気口を結ぶ風路に設けた加熱手段および送風手段と、この送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、この液体微細化手段と加熱手段および送風手段を制御する制御手段を備えた液体微細化装置において、前記液体微細化手段は、液体を供給する液体供給手段と、供給された液体を溜める貯水部と、前記貯水部に溜められた液体を吸込口から吸上げ微細化する加湿手段とを備え、前記貯水部内には、前記加湿手段の吸込口よりも上方に第一の水位と、前記加湿手段の吸込口よりも下方であって、前記貯水部の底部となる位置に第二の水位を設定するとともに、前記第一の水位に設けた第一の温度検知手段と、前記第二の水位に設けた第二の温度検知手段を備え、前記風路内には、前記加熱手段の下流側に風路温度検知手段を設け、前記制御手段は、前記第一、第二の温度検知手段と風路温度検知手段で検知した各温度から前記液体供給手段の開閉を制御する液体給水判定手段を設けるとともに、前記液体給水判定手段によって液体供給手段が閉と判断された状態が所定時間ｔ２連続した後に、前記加熱手段に設けられた加熱手段温度検知手段の温度が所定の温度Ｔｘよりも高く、且つ、前記液体給水判定手段によって液体供給手段が閉と判断された状態が所定時間ｔ３連続した場合に、異常を発報する満水異常判定手段を設け、
前記貯水部内に溜められた液体を微細化する微細化運転終了後に前記貯水部に残る液体を乾燥させるための乾燥運転を行う液体微細化装置としたものである。

液体供給手段の開閉を制御する基本的な考え方は下記の通りである。第一、第二の温度検知手段と風路温度検知手段は、風路内に配置されている。貯水部に水がない状態で、加熱手段及び送風手段を駆動すると、第一、第二の温度検知手段と風路温度検知手段で検知される温度は上昇し、ほぼ同じ温度を示す。一方、貯水部に水が溜められていれば、第一の温度検知手段および／または第二の温度検知手段で検知される温度は、風路温度検知手段で検知される温度よりも低くなり、第一の水位または第二の水位まで浸水されていると判断する。そして、検出された水位によって液体供給手段の開閉を制御するのである。

これにより、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが出来る。さらには、乾燥運転後には液体微細化装置内の残水はなくなるので、排水管は不要で、液体微細化装置設置時の施工作業を簡単に行えるようにすることが可能となるという効果を奏する。また、微細化運転中で液体給水判定手段により液体供給手段が閉と判断された状態であると、給水されないため貯水部に溜まっている水は次第に少なくなっていくので、液体の水位は第一の水位には浸水していない状態となり、前記液体給水判定手段により、液体供給手段を開く制御となるはずであるが、想定される時間以上に設定された所定時間ｔ２を経過してもその制御とならないということは、液体供給手段や加湿手段に何かしらの異常が起きた可能性があると判断することができる。このような判断がされた後に、前記加熱手段に設けられた加熱手段温度検知手段の温度が所定の温度Ｔｘよりも高く、且つ、前記液体判定手段によって液体供給手段が閉と判断された状態が所定時間ｔ３連続した場合に、液体供給手段や加湿手段に何かしらの異常が起きたという可能性を判断したのに加え、さらに時間を延長して確認することで判断の精度を上げることができる。また、前記加手段温度検知手段の温度Ｔｘが判断の条件となっていることで、前記液体供給手段の開閉制御を正確に判断することが可能となるという効果を奏する。

また、前記液体給水判定手段は、風路温度検知手段で検知した温度（以降、風路温度）が、所定の温度Ｔｗよりも高く、且つ風路温度と第二の温度検知手段で検知した温度（以降、第二水位温度）との温度差が所定の温度差ΔＴａより大きく、且つ第二水位温度と第一の水位検知手段で検知した温度（以降、第一水位温度）との温度差が所定の温度差ΔＴｂより小さい場合には、液体の水位は、第一の水位まで浸水していると判断し液体供給手段を閉じて給水を停止する構成を有する。

これにより、液体の水位は、第一の水位まで浸水していると判断することができ、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

また、前記液体給水判定手段は、第一水位温度と第二水位温度との温度差が所定の温度差ΔＴｃより大きい場合には、液体の水位は、第一の水位には浸水していないと判断し液体供給手段を開けて給水する判定をする構成を有する。

これにより、液体の水位は、第一の水位には浸水していないと判断することができ、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

また、前記液体給水判定手段は、風路温度が所定の温度Ｔｗよりも高く、且つ風路温度と第二水位温度との温度差が所定の温度差ΔＴａより小さい場合には、液体の水位は、第二の水位には浸水していないと判断し、液体供給手段を開けて給水する構成を有する。

これにより、液体の水位は、第二の水位には浸水していないと判断することができ、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

また、前記液体給水判定手段は、前記加熱手段が駆動していない場合に、風路温度が所定の温度Ｔｗよりも低く、且つ第二水位温度と第一水位温度との温度差が所定の温度差ΔＴｂより小さい場合には、液体供給手段を閉じて給水を停止する構成を有する。

これにより、液体の水位は、第一の水位まで浸水している可能性があると判断することができ、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

また、前記液体給水判定手段は、前記加熱手段が駆動していない場合に、液体給水手段が閉じられてから所定の時間ｔ１が経過し、且つ第一水位温度と第二水位温度の温度差が所定の温度差ΔＴｂより大きい場合には、液体供給手段を開けて給水する構成を有する。

これにより、液体の水位は、第一の水位には浸水していない可能性があると判断することができ、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

また、前記第一、第二の温度検知手段、前記風路温度検知手段として、サーミスタを用いた構成を有する。

これにより、簡便な構成で、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

また、前記加湿手段は、上流開口部および下流開口部を有する液体微細化手段ケースと、この液体微細化手段ケース内に設けた回転手段と、前記回転手段は、回転モータと、この回転モータに固定されるとともに前記貯水部から水を吸上げる揚水管と、この揚水管の外周面に固定され、前記揚水管の回転軸に対して略直交する回転面を有した回転板とで構成され、前記回転モータの駆動によって前記揚水管を回転させて貯水部の液体を吸上げ、吸上げた液体を回転板の回転面に沿って外周方向に飛ばし、
液体を微細化し、加湿する構成を有する。

前記液体微細化手段は、遠心力によって回転板の外縁から飛散する液体が、回転板の略接線方向に飛散して、破砕部の衝突面に略直角に衝突する、つまり衝突エネルギーを有効に活用できるので、この衝突により放散された液滴が破砕されて微細化が促進される。

また、揚水管の開口径が底部に向かって狭くなった略円筒形状としているため、底部より吸い上げられる水を少量に制御でき得る構成となっており、この少量の供給水に回転板上で効率良く遠心力を伝えることが可能となるため、円板の外縁から飛散する際の液体の粒径をより小さく形成することが可能となり、この液体が衝突面に衝突することで液滴が破砕されて微細化が促進される。

これにより、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、且つ貯水部に溜める水の量を必要最低限とすることができる。そして、微細化運転終了後に、液体供給手段を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが可能となるという効果を奏する。

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）
図１は、本発明の実施の形態における液体微細化装置を用いたサウナ装置の斜視図であり、この図１に示すように、サウナ室１の天井面２には、液体微細化装置３が取り付けられている。以下、本実施の形態では、微細化する液体を水として説明する。

液体微細化装置３は、図２に示すように、下面に吸気口４と排気口５を有する箱状の本体ケース６と、この本体ケース６内の吸気口４と排気口５とを結ぶ風路に設けた加熱手段としての熱交換器７および送風手段としてのファンモータ８と、このファンモータ８と排気口５との間に設けた液体微細化手段９とを備えた構成としている。

また、ファンモータ８から液体微細化手段９へ通じる風路５０は、ファンケーシング１０により形成され、液体微細化手段９と排気口５の間に補助熱交換器１１を設けている。また、補助熱交換器１１の上流には大径水滴を取り除くエリミネータ２３が備えられている。

液体微細化手段９は、図２に示すように、上流開口部１２ａおよび下流開口部１２ｂを有する液体微細化手段ケース１２と、この液体微細化手段ケース１２の内部に設けた回転手段１３と、この回転手段１３に水を供給する液体供給手段としての給水管１４を備える。

この給水管１４には定流量弁１５を設け、この定流量弁１５の上流側配管１６に給水弁１７が設けられている。

回転手段１３は、鉛直方向に向けて配置した回転軸１９を有し、この回転軸１９を中心として回動する複数の回転板２０ａ，２０ｂを、回転軸１９の軸方向に上下に所定間隔で固定して設けている。本実施の形態では、回転軸１９の上方から下方へ回転板２０ａ、回転板２０ｂと２枚の回転板を設ける構成とする。

回転手段１３の上部には、回転軸１９を駆動するための回転モータ２１を備え、回転手段１３の下部には、回転板２０ａ、回転板２０ｂと一体に形成された、逆円錐状の揚水管２２を備えている。すなわち、揚水管２２は、細い先端側を吸込口２２ａとした円錐形状であって、吸込口２２ａを下にして備え付けられている。

また、揚水管２２は、図３に示すように、揚水した水を回転による遠心力で噴出させる水平方向に長い開口２４を各回転板２０ｂと揚水管２２が連結する箇所に２個設け、各回転板の間で水を噴出させる方向が異なるように、開口２４の位置を周方向にずらしている。

また、液体微細化手段ケース１２の下部には図２に示すごとく貯水部２５を有している。そして、揚水管２２で揚水できない水量、すなわち微細化運転終了時の貯水量が少なくなるよう、貯水部２５の底部が狭くなる形状、例えば逆台形の形状、あるいは、椀状の形状とするのがよい。

また、揚水管２２の最下部すなわち加湿手段の吸込口２２ａよりも上方であって、加湿手段が必要とする最低限の水量を保持できる位置、吸込口２２ａより例えば２ｍｍ上方に第一の水位を設定する。この第一の水位を検知する手段として、第一のサーミスタ２６（第一の温度検知手段）が設けられる。第一の水位は、揚水管２２の吸込口２２ａよりわずかに水面が上に位置する位置とする。すなわち、揚水管２２の吸込口２２ａよりも、例えば２ｍｍ程度上方に設定する。

そして、揚水管２２の最下部すなわち加湿手段の吸込口２２ａよりも下方であって、貯水部２５の底部となる位置に第二の水位を設定する。この第二の水位を検知する手段として、第二のサーミスタ２７（第二の温度検知手段）が設けられる。

さらに、風路５０内には、熱交換器７の下流側に第三のサーミスタ３３（風路温度検知手段）が設けられている。

次に制御手段２８の構成を、図４を用いて説明する。

制御手段２８は、表示部や運転操作スイッチ（図示なし）を備えたリモコン３０と、第一のサーミスタ２６及び第二のサーミスタ２７、第三のサーミスタ３３と、各サーミスタからの信号により給水弁１７の開閉を判定する液体給水判定手段３４と、加熱手段温度検知手段として熱交換器７の温度を検知する第四のサーミスタ３５と、タイマー３６と、液体給水判定手段３４と加熱手段温度検知手段としての第四のサーミスタ３５とタイマー３６とからの信号により貯水部２５が満水となり溢水する可能性が高いとして、異常を表示部に発報する満水異常判定手段３７で構成されている。

制御部２９は、リモコン３０からの操作信号及び各サーミスタの信号により、熱交換器７へ温水を供給するポンプや、ファンモータ８、回転軸１９を駆動する回転モータ２１、給水弁１７の駆動を制御している。

以上の構成において、次に動作を説明する。

サウナ室１内において、サウナを使用する場合、まず、図示していないガス湯沸かし器や電気温水器等の熱源から、図１に示すパイプ３１を介し、図２に示す熱交換器７に温水が供給される。また、給水管１４へは配管３２により市水が供給される。給水管１４に供給される市水は、定流量弁１５によって設定されたきわめて少量となっている。また、回転モータ２１が駆動されるまでは、給水弁１７により止められ、給水管１４から排出されていない。

この状態で、熱交換器７が運転され、ファンモータ８が駆動されると、ファンモータ８が吸気口４を介してサウナ室１内の空気を吸い込み、吸い込まれた空気は熱交換器７によって加熱される。加熱された空気は、ファンモータ８によって、ファンケーシング１０を介して、液体微細化手段ケース１２へと送られる。

一方、回転モータ２１が駆動されると、回転軸１９が高速回転し、それにともない回転板２０ａおよび回転板２０ｂが高速回転される。

このとき、給水管１４は、定流量弁１５で設定された流量の水を供給し、貯水部２５に水を貯留する。一方、貯水部２５の上方では揚水管２２が回転している。貯水部２５の貯水量が増え、水面が揚水管２２の下端、すなわち、揚水管２２の吸込口２２ａに近づくと、貯水部２５に貯められた水は水面上の空気と一緒に巻き上げられ、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動していく。

この作用は、揚水管２２が、上述のごとく逆円錐状となっているので、内部には吸引力が働くようになっているために起こるものである。このため、貯水部２５に貯められた水は水面上の空気と一緒に巻き上げられ、揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動していく。

そして揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動した水は、まず、回転による遠心力で開口２４から噴出し、回転板２０ｂへと伝い、高速回転による遠心力によって外周方向に向かって薄膜状に広がる。この薄膜状になった水は回転板２０ｂの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。

そして、遠心力で飛散した水滴は、液体微細化手段ケース１２の内壁に衝突して破砕され、水の微細化が促進される。

また揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動し、開口２４から噴出しなかった水は、さらに揚水管２２の内壁を伝って上昇し、高速回転による遠心力によって外周方向に向かって薄膜状に広がる。この薄膜状になった水は、回転板２０ａの外周縁から接線方向へと高速で吹き飛ばされる。

そして、遠心力で飛散した水滴は、液体微細化手段ケース１２の内壁に衝突して破砕され、水の微細化が促進される。

このとき揚水管２２の内壁を伝って上方へ移動する水は、回転モータ２１が高速回転しているため、螺旋状に旋回して上方へ移動するのではなく、内壁全周において略均一な状態で真上に移動していく。

このように、揚水管２２で揚水した水は、ほとんど全て微細化され、加熱された暖かい空気と混ざって蒸気の状態となって上方の開口から排出される。しかし、一部は微細化されずに液体微細化手段ケース１２の内壁に付着したわずかな水滴や、微細化された後に内壁において結露した微量の水滴となり、液体微細化手段ケース１２の内壁を伝って、貯水部２５に流れ落ち、貯水される。

一方、回転板２０ａおよび回転板２０ｂの高速回転によって微細化された水を含む暖かい空気は、ファンモータ８の送風によって、排気口５からサウナ室１の内部へ蒸気として供給される。

このとき、揚水管２２で揚水した水が、ほぼ完全に微細化されるためには、給水管１４から供給される水の量が問題となる。すなわち、回転板２０ａ、２０ｂの枚数や回転モータ２１の回転数等により決定される、液体微細化手段９の微細化能力により、微細化できる水の量は設定され、例えば４５ｃｃ／ｍｉｎである。

一方、定流量弁１５は水温や水圧により流量にバラツキを生じるため、貯水部２５での貯水量及び揚水管２２での揚水量にバッファ機能を持たせている。例えば定流量弁１５から４５ｃｃ／ｍｉｎ以上供給された場合には、当初貯水量が増えていく。一方で、微細化水量（揚水量）も増加していくので、定常状態では定流量弁１５からの供給水量と微細化水量がほぼ同じとなる。

すなわち、通常のサウナ運転時、定常状態では定流量弁１５からの供給水量と微細化水量がほぼ同じとなり、サウナ室１への加湿量も安定している。

しかし、このサウナ室１への加湿量はサウナ室１が低湿の場合を想定しており、例えば入浴中にサウナ運転した場合等、サウナ室１が高湿の場合には、上記の供給水量が微細化水量を上回ってくる。この供給水量が過剰にならないように、液体給水判定手段３４が給水弁１７の開閉を断続的に制御することが本実施形態の特徴点の一つである。

液体給水判定手段３４における水位の判断原理を説明する。サウナ運転時には、熱交換器７を通過した空気は温度が高く、貯水部２５の周囲（風路５０）は高温状態となっている。従って、風路５０の温度と供給される水（すなわち、貯水部２５の水温）との温度差が大きくなる。この原理を利用して、第一の水位（第一のサーミスタ２６の位置）、第二の水位（第二のサーミスタ２７の位置）まで水が溜まっているかどうかを判断する。

液体給水判定手段３４における５つの判断について具体的に説明する。

第一の判断は、以下の３つの条件がそろったときに、貯水部２５の液体の水位が、第一の水位まで浸水していると判断し給水弁１７を閉じて給水を停止する。すなわち、揚水管２２の吸込口２２ａが水を吸い上げられる水位のときには給水を停止するものである。
１）第三のサーミスタ３３で検知した温度（すなわち、風路５０の温度。以降、風路温度）が、所定の温度Ｔｗよりも高い。
２）風路温度と第二のサーミスタ２７で検知した温度（すなわち、貯水部２５における第二の水位の温度。以降、第二水位温度）との温度差が所定の温度差ΔＴａより大きい。
３）第二水位温度と第一のサーミスタ２６で検知した温度（すなわち、貯水部２５における第一の水位の温度。以降、第一水位温度）との温度差が所定の温度差ΔＴｂより小さい。

第二の判断は、以下の条件を満たしたときに、貯水部２５の液体の水位が、第一の水位まで浸水していないと判断し給水弁１７を開けて給水する。すなわち、揚水管２２の吸込口２２ａが水を吸い上げられない水位、あるいは、もう少し水位が下がると揚水管２２の吸込口２２ａが水を吸い上げられなくなる水位のときには給水を開始するものである。
１）第一水位温度と第二水位温度との温度差が所定の温度差ΔＴｃより大きい。

第三の判断は、以下の２つの条件を満たしたときに、貯水部２５の液体の水位が、第二の水位に達していないと判断し、給水弁１７を開けて給水する。すなわち、貯水部２５にはほとんど水がない状態である。
１）風路温度が所定の温度Ｔｗよりも高い。
２）風路温度と第二水位温度との温度差が所定の温度差ΔＴａより小さい
第四の判断は、以下の３つの条件がそろったときに、貯水部２５の液体の水位は、第一の水位まで到達していると判断し、給水弁１７を閉じて給水を停止する。
１）熱交換器７が駆動していない（温水を通水していない。）
２）風路温度が所定の温度Ｔｗよりも低い。
３）第二水位温度と第一水位温度との温度差が所定の温度差ΔＴｂより小さい
第五の判断は、以下の３つの条件がそろったときに、貯水部２５の液体の水位は、第一の水位に到達していないと判断し、給水弁１７を開けて給水する
１）熱交換器７が駆動していない（温水を通水していない。）
２）給水弁１７が閉じられてから所定の時間ｔ１が経過している。
３）第一水位温度と第二水位温度の温度差が所定の温度差ΔＴｂより大きい。

次に給水弁１７の開閉の制御について、図５のフローチャートをもとに説明する。

図５に示すように、通常のサウナ運転時には、熱交換器７に温水を通水し、ファンモータ８及び回転モータ２１を運転し、給水弁１７を開放している（Ｓ０）。

ここで、通常のサウナ運転時には、第三のサーミスタ３３で検知される温度（風路温度）は６０℃以上になる。

また、給水される水の温度は低く、第一のサーミスタ２６、第二のサーミスタ２７が浸水している場合には、第一のサーミスタ２６で検知される温度（第一水位温度）、第二のサーミスタ２７で検知される温度（第二水位温度）は、風路温度が約６０℃、給水用の水として水道水を用いているとき、概ね４０℃以下となる。一方、第一のサーミスタ２６、第二のサーミスタ２７が浸水していないときには、風路温度とほぼ同じ温度を示すことになる。

Ｓ１以降では、第一水位温度、第二水位温度、風路温度と熱交換器７の運転状態（通水状態）によって、液体給水判定手段３４は給水弁１７の開閉を制御する。

サウナ室１内の温度が目標温度より低い場合は、熱交換器７への通水を継続しているため、貯水部２５周囲は高温状態となっており供給される水との温度差が大きく明確に判定できる。その場合、空気が十分に暖められて風路温度が高く（例えば６０℃以上）、給水される水の温度と加熱された空気の温度差が明確に判断できる。また、第二のサーミスタ２７が浸水していると、風路温度と第二水位温度の温度差が大きく（例えば１０℃以上）なる。さらに、揚水管２２が回転して攪拌されているので、貯水部２５内の貯留水は温度が略均一になる。

すなわち、風路温度が高く（例えば６０℃以上）、風路温度と第二水位温度の温度差が大きく（例えば１０℃以上）、第二水位温度と第一水位温度の温度差が小さくなる場合（例えば２℃未満）には、第一のサーミスタ２６まで浸水していると判断することができるため給水弁１７を閉じる。（Ｓ１）
その後、第一水位温度と第二水位温度の温度差が大きい場合（例えば５℃以上）には、第二のサーミスタ２７は浸水しているが、第一のサーミスタ２６は浸水していないと判断することができるため給水弁１７を開ける。（Ｓ２）
通常上記の条件が交互に整い給水弁１７の開閉を制御するが、稀に長時間の高温運転後に、温度設定を大きく下げた場合など熱交換器７の通水を長時間止める場合がある。そして、給水弁１７を閉鎖が続くと貯水部２５内の底部に配置した第二のサーミスタ２７まで乾く場合がある。このときには、第一水位温度、第二水位温度、風路温度がほぼ均一となる。その場合には、風路温度が高く（例えば６０℃以上）、風路温度と第二水位温度の温度差が小さく（例えば１０℃未満）なるので、第二のサーミスタ２７が浸水していないと判断し、給水弁１７を開け給水する。（Ｓ３）
また、サウナ室１内の温度が目標温度より高い場合は熱交換器７への通水を止めてしまうため、貯水部２５周囲の温度が下がり、供給される水との温度差が小さくなる。その場合には、風路温度が低く（例えば６０℃未満）、第二水位温度と第一水位温度の温度差が小さく（例えば２℃未満）なるので、第一のサーミスタ２６まで浸水している可能性があるとして給水弁１７を閉じる。（Ｓ４）
また、給水弁１７が閉じられてから所定の時間ｔ１（例えば４分以上）経過したとき、通常であれば、貯水部２５内の水は加湿に用いられて第一のサーミスタ２６は浸水していないはずである。従って、給水弁１７が閉じられてから所定の時間ｔ１（例えば４分以上）経過し、且つ第一水位温度と第二水位温度の温度差が大きい場合（例えば２℃以上）には、第一のサーミスタ２６は浸水していない可能性があるとして給水弁１７を開ける。（Ｓ５）
上記制御により、熱交換器７が通水していない場合においても、水位の調整ができる。

次に満水異常判定手段３７について、図６のフローチャートをもとに説明する。

通常のサウナ運転時には熱交換器７に温水を通水し、ファンモータ８及び回転モータ２１を運転し、給水弁１７を開放している。この段階から液体供給手段３４による判定は始まっており、Ｓ１の状態もしくはＳ４の状態を確認した際には給水弁１７が閉じられる。

給水弁１７が閉じると、タイマー３６がリセットされてスタートし、同時に液体給水判定手段３４において給水弁１７が開けられ給水されるのを待つ状態となる。ここで、液体給水判定手段３４が給水弁１７を開くと判定されることがなく、給水弁１７が閉じられてから所定の時間ｔ２（たとえば１５分以上）が経過したとき、初期段階での満水の可能性があり、満水維持時間判定がＹｅｓとなり、次の段階へと移行する。（Ｍ１）
Ｍ１で満水維持時間判定がＹｅｓとなり、初期段階で満水の可能性があると判断すると、タイマー３６がリセットされてスタートする。同時に液体給水判定手段３４において給水弁１７が開けられ給水されるのを待つ状態となる。ここで、液体給水判定手段３４が給水弁１７を開くと判定されることがなく、且つ熱交換器７には温水が通水してある状態、すなわち、熱交換器７に設けられた第四のサーミスタ３５で検知した温度（すなわち、熱交換器７の温度）が所定の温度よりも高い状態となり、加熱手段温度判定がＹｅｓとなり（Ｍ２）、且つ、給水弁１７が閉じられてから所定の時間ｔ３（たとえば５分以上）経過したとき、満水維持時間判定がＹｅｓとなり（Ｍ３）、貯水部２５からの溢水の可能性は極めて高いと判断できるため、ここで満水異常判定手段３７は、液体微細化手段９に何かしらの不具合が起きたと判断して、異常を表示部へと発報する。また、発報と同時に装置の運転は停止する。つまり、熱交換器７への通水、ファンモータ８および回転モータ２１の運転停止、給水弁１７の閉塞を行う。（Ｍ４）
なお、Ｍ１で満水維持時間判定がＹｅｓとなった時点で、貯水部２５からの溢水の可能性があると判断できるため、ここで満水異常判定手段３７は、液体微細化手段９に何かしらの不具合が起きたと判断して、異常を表示部へと発報するとともに、発報と同時に装置の運転は停止することとしてもよい。

上記制御により、液体微細化手段９に起こる何らかの異常を検知することが可能となり、製品の不具合に対して迅速な対応が可能となる。

なお、本実施の形態においては満水維持状態認識手段３６の判断を１回のみとしたが、より正確で誤発報がない状態とするためには、判断回数を複数回としても良く、その作用効果に差異は生じない。

また、本実施の形態においては、給水される水の温度は低い状態である構成としたが、菌の発生や加湿効率を考えると温水（例えば７０℃以上）を給水してもその効果には問題ない。例え高温の温水が給水されても、躯体への熱移動や気化潜熱の影響により、貯水部２５で保持される水の温度は概ね４０℃以下となるためである。

また、ここでは加熱手段として熱交換器７および補助熱交換器１１を備えた構成としているが、空気を加熱する手段であればこれに拘るものではなく、電気式のヒータ等を用いても問題はない。また、加熱手段を備える位置関係に関しても、液体微細化手段９の上流に備えられていることが重要であるため、その位置関係となるのであれば、本実施の形態の構成によるものでなくても問題はない。

以上、本実施の形態では、上記の液体微細化装置３をサウナ室１に設置してサウナ装置として利用した場合、給水弁を断続的に開閉させることにより、液体微細化手段における液体微細化量を調整でき、結果として、サウナ室の湿度状態に応じて、サウナ室への加湿量を調整でき、サウナ室内を過加湿状態にせず、無駄な水の排出を抑制することができる。

さらに、供給した水をほぼ完全に微細化することができ、貯水部２５にわずかに残った微細化できなかった水を特別に排出せずとも、サウナ運転終了後の乾燥運転によって乾燥できるので、微細化できなかった水を排水として処理するための配管施工の工事が不要となり、結果として、サウナ装置の施工作業が簡単になるという効果を奏する。

すなわち定流量弁１５のバラツキで設定した流量より多く水が上方の回転板２０ａの上面に供給された場合にも、貯水部２５により貯水できるとともに、揚水管２２によりその貯水を回転板に供給できるので、サウナ運転終了時の残水を少なくして乾燥運転時間を短くすることができる。

以上のように、本発明の液体微細化装置は、
給水弁の開閉を制御することにより、液体微細化手段における貯留水の保持量を調整でき、結果として微細化運転終了後に、給水弁を閉じ、液体を供給しない状態で貯水部の残水に温風を当てる乾燥運転を行う際の乾燥時間を短縮することが出来る。さらには、乾燥運転後には液体微細化装置内の残水はなくなるので、排水管は不要で、液体微細化装置設置時の施工作業を簡単に行えるようにすることができるという効果を奏する。

したがって、例えば、サウナ装置、加湿装置、冷却装置、噴霧装置、洗浄装置、植物育成設備等への活用が期待される。また、水だけでなく、油や洗剤等のその他の液体の微細化設備にも利用することが可能である。

１ サウナ室
２ 天井面
３ 液体微細化装置
４ 吸気口
５ 排気口
６ 本体ケース
７ 熱交換器
８ ファンモータ
９ 液体微細化手段
１０ ファンケーシング
１１ 補助熱交換器
１２ 液体微細化手段ケース
１２ａ 上流開口部
１２ｂ 下流開口部
１３ 回転手段
１４ 給水管
１５ 定流量弁
１６ 上流側配管
１７ 給水弁
１９ 回転軸
２０ａ、２０ｂ 回転板
２１ 回転モータ
２２ 揚水管
２２ａ 吸込口
２３ エリミネータ
２４ 開口
２５ 貯水部
２６ 第一のサーミスタ
２７ 第二のサーミスタ
２８ 制御手段
３０ リモコン
３１ パイプ
３２ 配管
３３ 第三のサーミスタ
３４ 液体給水判定手段
３５ 第四のサーミスタ
３６ タイマー
３７ 満水異常判定手段

Claims (9)

1. 吸気口と排気口を有する本体ケースと、前記本体ケース内の前記吸気口と前記排気口を結ぶ風路に上流から加熱手段、送風手段の順に設け、前記送風手段と前記排気口間の風路内に設けた液体微細化手段と、前記液体微細化手段と前記加熱手段および前記送風手段を制御する制御手段を備えた液体微細化装置において、
   前記液体微細化手段は、液体微細化手段ケース内に、液体を供給する液体供給手段と、供給された液体を溜める底部が狭くなる形状の貯水部と、前記貯水部に溜められた液体を吸込口から吸上げ微細化する加湿手段とを備え、
   前記貯水部内には、前記加湿手段の前記吸込口よりも上方に設けた第一の温度検知手段と、前記加湿手段の前記吸込口よりも下方であって、前記貯水部の底部に設けた第二の温度検知手段とを備え、
   前記液体微細化手段ケース内には、風路温度検知手段を設け、
   前記制御手段は、前記風路温度検知手段で検知した温度が、所定の温度Ｔｗよりも高く、且つ前記風路温度検知手段で検知した温度と前記第二の温度検知手段で検知した温度との温度差が所定の温度差ΔＴａより大きく、且つ前記第二の温度検知手段で検知した温度と前記第一の温度検知手段で検知した温度との温度差が所定の温度差ΔＴｂより小さい場合に、液体供給手段による給水を停止することを特徴とするサウナ装置。
2. 前記制御手段は、前記液体供給手段による給水が所定時間ｔ２連続して停止している場合に異常を発報することを特徴とする請求項１に記載のサウナ装置。
3. 前記制御手段は、前記液体供給手段による給水が所定時間ｔ２連続して停止した後に、前記加熱手段に設けられた加熱手段温度検知手段の温度が所定の温度Ｔｘよりも高く、且つ、前記液体供給手段による給水が所定時間ｔ３連続して停止した場合に、異常を発報することを特徴とする請求項１又は２に記載のサウナ装置。
4. 前記制御手段は、第一の温度検知手段で検知した温度と第二の温度検知手段で検知した温度との温度差が所定の温度差ΔＴｃより大きい場合には、前記貯水部の水位は、第一の温度検知手段の水位には浸水していないと判断し、液体供給手段によって前記貯水部に給水することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のサウナ装置。
5. 前記制御手段は、前記風路温度検知手段で検知した温度が所定の温度Ｔｗよりも高く、且つ前記風路温度検知手段で検知した温度と第二の温度検知手段で検知した温度との温度差が所定の温度差ΔＴａより小さい場合、液体供給手段によって前記貯水部に給水することを特徴とする請求項１〜４いずれか一つに記載のサウナ装置。
6. 前記制御手段は、前記加熱手段が駆動していない場合に、前記風路温度検知手段で検知した温度が所定の温度Ｔｗよりも低く、且つ第二の温度検知手段で検知した温度と第一の温度検知手段で検知した温度との温度差が所定の温度差ΔＴｂより小さい場合には、液体供給手段による給水を停止することを特徴とする請求項１〜５いずれか一つに記載のサウナ装置。
7. 前記制御手段は、前記加熱手段が駆動していない場合に、前記液体給水手段よる給水が停止している状態が所定の時間ｔ１経過し、且つ第一の温度検知手段で検知した温度と第二の温度検知手段で検知した温度の温度差が所定の温度差ΔＴｂより大きい場合には、液体供給手段によって給水することを特徴とする請求項１〜６いずれか一つに記載のサウナ装置。
8. 前記第一温度検知手段、第二の温度検知手段、前記風路温度検知手段は、サーミスタを用いることを特徴とする請求項１〜７いずれか一つに記載のサウナ装置。
9. 前記加湿手段は、上流開口部および下流開口部を有する前記液体微細化手段ケースと、
   前記液体微細化手段ケース内に設けた回転手段と、前記回転手段は、回転モータと、前記回転モータに固定されるとともに前記貯水部から水を吸上げる揚水管と、前記揚水管の外周面に固定され、前記揚水管の回転軸に対して略直交する回転面を有した回転板とで構成され、前記回転モータの駆動によって前記揚水管を回転させて前記貯水部の液体を吸上げ、吸上げた液体を回転板の回転面に沿って外周方向に飛ばし、液体を微細化することを特徴とする請求項１〜８いずれか一つに記載のサウナ装置。
   

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