JP6345065B2 - ミスト発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばミストサウナ、あるいは高齢者や病人の手足のミスト浴などに使用されるミスト発生装置に関する。

温水又は水を霧状にしたミストを浴びると、該ミストが低温であっても発汗作用が促されると共に、血行が促進されることがよく知られている。また、このようなミストを浴びることにより、新陳代謝が高まったり、肌の保水効果が向上したりすることもよく知られている。特に、寝たきりで風呂に入ることのできない高齢者や病人の全身、又は手足等の一部に対してミスト浴をさせることは、心身のリラックス効果も期待でき、非常に有用なものとなる。なお、ミスト浴を行うに際し、ミストの粒径が大きいと人体に接したミスト同士がくっついて径大な水滴となってしまい、べたついて不快感を与えてしまったり、ミスト浴の効果が低下したりする。このため、ミストの粒径はできるだけ小さい方が望ましいことがわかってきている。

従来から、ミスト浴を実現するための装置は種々提案されている。例えば特許文献１には、ハウジング内に注入した湯を受け止めて拡散させることにより蒸気（ミスト）を発生させる羽根車と、ハウジング内の蒸気を含む流体を吹出口を通してハウジングの外部に吹き出す送風ファンとを備える蒸気発生装置が開示されている。

また、特許文献２には、貯水タンク内の水をヒーターによって適温に保ち、該貯水タンク内の水を水車の羽根にポンプによって勢いよく吹き付けてミストを発生させるとともにファンによってミストを放出口から外部に放出するミスト発生装置が開示されている。

また、特許文献３には、複数枚の羽根板が回転方向を横切る態様で環状に配置された羽根車を備え、複数のノズルから噴出する噴出流を羽根板に衝突させ、ミストを発生させるミスト発生装置が開示されている。

特開平１１−２２９０７号公報 特開２００３−３１９９９６号公報 特開２０１４−１３２９８２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている蒸気発生装置にあっては、外部から湯を供給する必要がある。また、蒸気（ミスト）とならなかった湯は一定以上溜まった後に外部へ排出されてしまい、実質的に垂れ流し状態となってしまう。また、特許文献１及び特許文献２にあっては、送風ファンによって強制的にミストを含む空気を排出する構成となっているため、粒径の大きいミスト（飛沫）も放出されてしまい、ミスト浴の本来の効果が十分に得られない場合がある。さらに、送風ファンにミストが付着してミスト同士が結合してしまい、水滴となった状態で外部に飛散するおそれもある。また、羽根車に吹き付けられる湯の吹き付け方向は、所定の一方向のみであるため、湯の吹き出し速度と羽根車の回転速度とがほぼ一致して両速度が一定となってしまうと、単位時間あたりのミスト発生量が低減してしまう問題がある。

また、特許文献３にあっては、水車に対して複数のノズルから噴出流を射出すると、水車の回転速度が過剰に上昇してしまい、振動や騒音（異音）が大きくなってしまうと共に、回転部分の摩擦が生じやすく回転軸の消耗が問題となる。

そこで本発明は、使用する液体を無駄にすることがなく、粒径の小さなミストのみを放出可能とし、さらに振動や騒音の問題がなく、回転軸の消耗が抑えられ、単位時間あたりのミスト量を十分に確保できるミスト発生装置を提供することを目的とする。

本発明は、液体を貯留する水槽と、該水槽内に配設された水車と、該水槽内に配設され、該水車に向けて該水槽内の液体を射出する液体射出部と、を備え、射出された液体によって該水車が回転することによりミストが発生するミスト発生装置であって、前記水車の回転軸が上下方向とされ、該水車に発生する遠心力が横向きとなるように該水車が水槽内に配設されており、前記水車は、前記液体射出部から射出された液体が当たる複数の羽板部と、各羽板部の上縁部に差し渡されている上側板部と、各羽板部の下縁部に差し渡されている下側板部と、を具備しており、前記液体射出部から射出される液体の射出経路は、前記水車を所定方向に回転させる回転促進経路と、所定方向に回転する該水車の回転速度を抑制する回転抑制経路と、の少なくとも２種類を含むことを特徴とするミスト発生装置である。

かかる構成は、ミストを発生させるための水車と液体射出部とを、液体（例えば温水又は水）が貯留される水槽内に配設したため、ミスト化されなかった粒径の大きい水滴が水槽内に留まることになり、液体が無駄に排出されない。さらに、前記水車の回転軸が上下方向に定められ、該水車の遠心力が作用する方向を横向きとしたため、該水車に付着した水滴や粒径の大きな飛沫は水槽内において横方向へ飛散することになる。したがって、このような粒径の大きいミストや水滴が水槽内に落下しやすい構成となっている。なお、該水槽内における水車の上方空間にあっては、粒径の小さなミストのみが滞空することになるため、このような粒径の小さなミストを効果的にミスト浴に使用できる。また、前記水車にあって、前記羽板部には上側板部と下側板部とが配設されているため、水車全体の剛性が向上し、回転時の挙動が安定する利点がある。さらに、前記水車を回転させる射出経路と、該水車の回転速度を抑制する射出経路とが設けられているため、該水車の回転速度が過剰に上昇してしまうことが抑制され、これにより、振動や騒音（異音）の発生が防止でき、水車の回転軸の消耗が抑えられる。

また、前記水車が、各水車の回転軸が同軸となるように上下に複数個配置されており、各水車に対して、前記回転促進経路と前記回転抑制経路とがそれぞれ設けられていることが望ましい。

ここで、単一の水車に対して回転速度の過剰上昇を抑制すると、射出した液体と羽板部との単位時間あたりの衝突回数が減少してしまい、全体としてミスト発生効率が抑えられてしまうが、上記構成のように、複数個の水車を上下に並べて配置し、各水車に対して液体をそれぞれ射出する構成とすることにより、全体としてミスト発生量を十分に確保することが可能となる。

さらに、前記水槽の上部を被覆する被覆部が形成され、該被覆部には外気導入口が設けられ、該外気導入口に、外気を水槽内に導入する外気導入手段が配置されていることが望ましい。

かかる構成にあっては、外気導入口において形成される上方から下方に向かう外気の流れにより、粒径の大きな飛沫は上昇が抑えられ、外部に向けて飛散しない。したがって、粒径の小さなミストのみを放出することが可能となり、ミスト浴効果が高くなる利点がある。

本発明のミスト発生装置は、使用する液体を無駄にすることがなく、粒径の小さなミストのみを放出でき、さらに振動や騒音の問題がなく、回転軸の消耗が抑えられ、単位時間あたりのミスト量を十分に確保できる効果がある。

実施例にかかるミスト発生装置の概要図である。 実施例にかかるミスト発生装置を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。 液体の射出経路を示す説明図である。 実施例にかかるミスト発生装置を使用している状態を示す説明図である。

以下、本発明のミスト発生装置を具体化した実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、下記に示す実施例に限定されることはなく、適宜設計変更が可能である。

図１，２に示すように、ミスト発生装置１は、上側が開口した装置本体２と、該装置本体２の開口を遮蔽する被覆部としての蓋３とを具備している。さらに、該装置本体２内には、直方体形状の水槽４が配設されている。なお、前記蓋３は、ビス（図示省略）等により、装置本体２に対して脱着自在に装着される。

また、前記水槽４内には、上下一対の水車１０，１０が配設されている。さらに詳述すると、該水槽４の底面と側壁上部とに軸受け部１０ｂ，１０ｂが設けられており、各水車１０の回動軸１０ａが同軸上となるように上下方向に配置されて該軸受け部１０ｂ，１０ｂに回動自在に支持されている。また、上下の水車１０，１０は、それぞれ独立して回動可能となっている。

また、前記水車１０は、図３に示すように、回転方向に向かって湾曲しながら回転軸１０ａを中心にして放射状に延設されている複数の羽板部１１と、各羽板部１１の上縁部に差し渡されているほぼ円板状の上側板部１２と、各羽板部１１の下縁部に差し渡されているほぼ円板状の下側板部１３と、を具備している。また、前記上側板部１２における回転軸１０ａ側には、上下方向に開口した開口部１０ｃが形成されている。

また、図１〜３に示すように、前記水槽４内には、互いに隣接して配置された第一液体射出部２０と第二液体射出部２１とが配設されている。そして、該第一液体射出部２０は、水槽４内の温水又は水を水車１０に向けて射出する上下に並んだ二つのノズル部２００，２００を有し、前記第二液体射出部２１は、上下に並んだ二つのノズル部２１０，２１０を有している。なお、上下二つ並んだノズル部２００，２１０のうち、上側に配されたノズル部２００，２１０は上側の水車１０に向けて温水又は水を射出し、一方下側に配されたノズル部２００，２１０は下側の水車１０に向けて温水又は水を射出するように配置されている。

さらに、図２に示すように、前記装置本体２内には、前記水槽４内に貯留された水を加熱するヒーター３０と、該水槽４内に所定量の水が貯留されていることを検知するためのフロートスイッチ４０と、所定温度に加熱された温水又は水を液体射出部２０，２１に送給するポンプ６０とが配設されている。ここで、前記ポンプ６０には、水槽４内の温水又は水を吸引する吸引ホース６１と、前記液体射出部２０，２１に温水又は水を送給する送給ホース６２とが接続されている。なお、前記吸引ホース６１は、水槽４の底部に設けられた吸引孔５０を介して水槽４内に連通している。一方、送給ホース６２は、分岐継手を用いて２つに分岐されて各液体射出部２０，２１に接続されている。

また、前記蓋３には、外気導入手段としてのファン７１が取り付けられた外気導入口７０と、ミスト放出口８０とが設けられている。

なお、前記ポンプ６０、前記ヒーター３０、及び前記ファン７１を作動させるための電源や配線、温度設定器、あるいは熱電対からなる温度センサ等は周知のものが好適に採用可能である。

ところで、前記装置本体２の寸法は、縦長が約２６０ｍｍ、幅が約２００ｍｍ、高さが約２５０ｍｍであり、水を貯留していない状態での質量は約４ｋｇである。かかる構成により、当該ミスト発生装置１は、適宜設けられる取っ手（図示省略）を把持して容易に持ち運びが可能となっている。

これまでに述べた前記ミスト発生装置１を使用する際には、図２（ａ）に示すように、まず前記水槽４内に所定量の水を供給する。

そして、前記フロートスイッチ４０により前記水槽４内に必要十分な水が供給されたことが検知されると、前記ヒーター３０が作動し、あらかじめ設定された温度範囲内（例えば常温（室温）〜９９度）まで水槽４内の水が加熱される。

水温が、設定した所定範囲内の温度に達すると、前記ポンプ６０が作動し、前記水槽４内の液体（温水）が前記第一液体射出部２０及び前記第二液体射出部２１に送給される。そして、該液体が前記ノズル部２００，２１０から前記水車１０に向かって射出される。

さらに詳述すると、図３に示すように、前記第一液体射出部２０から射出された液体は、前記水車１０を正回転（図３（ｂ）において反時計回り）させており、かかる液体の射出経路により、本発明にかかる回転促進経路２００ａが構成されている。具体的に、該液体は水車１０の羽板部１１の表面１１ａに衝突する。ここで、該羽板部１１の表面１１ａは凹状の湾曲面で構成されており、液体の衝突によって得られた運動エネルギーによって該水車１０が正回転すると共に、該表面１１ａに衝突した液体によってミスト及び水滴が発生する。なお、図３（ｂ）に示す平面図のように、羽板部１１の湾曲が緩やかな場合は、ノズル部２００から水車１０の中心より右側に向けて液体を射出すれば、液体は凹状表面１１ａに衝突することになる。

ここで、羽板部１１に衝突した液体は、ミスト及び水滴を含む飛沫となって様々な方向へ飛散するが、前記水車１０の回転軸１０ａは上下方向に定められており、横方向に遠心力が作用するため、比較的小さな径の飛沫は水槽４内に飛散して浮遊し、これに対して大きな径の飛沫は上方に飛散することなく水槽４内に落下する。

一方、上側板部１２に隣接する開口部１０ｃからは、比較的小さな径のミストが上方に向けて放出される。

また、前記第二液体射出部２１から射出された液体も、前記水車１０の回動軸１０ａに向かって放出される。ただし、該液体は、羽板部１１の裏面１１ｂに衝突するような放出経路に沿って放出される。ここで、該羽根板部１１の裏面１１ｂは、凸状の湾曲面によって構成されており、該裏面１１ｂに衝突した液体は、水車１０の正回転方向の回転速度を低減させる。このような液体の射出経路により、本発明にかかる回転抑制経路２１０ａが構成されている。なお、図３（ｂ）に示す平面図のように、羽板部１１の湾曲が緩やかな場合は、ノズル部２１０から水車１０の中心より左側に向けて液体を射出すれば、液体は凸状裏面１１ｂに衝突することになる。

上記したミスト発生装置１は、回転促進経路２００ａと回転抑制経路２１０ａを有しており、水車１０の正回転方向の回転速度上昇が抑制されているため、水車１０が回転する際の振動や騒音（異音）の発生や回転軸１０ａの消耗が抑制できる。

上記のように水車１０の回転作動に基づき発生したミストは、前記外気導入口７０を介して導入された空気流によって流動し、ミスト放出口８０から外部へ放出される。なお、前記ミスト放出口８０には、ファン等の強制排出手段が設けられていないため、ミスト以外の径大な飛沫が外部へ飛散してしまうことが防止されている。

次に、図４に従ってミスト発生装置１の使用形態について説明する。
前記ミスト放出口８０と、足を入れる袋体１０１とをホース１００によって連結し、ミスト放出口８０から放出されたミストが、袋体１０１内に導入される構成としてもよい。かかる構成にあっては、対象者の脚部を小さな粒径のミストでミスト浴させることが可能となる。また、適宜、袋体１０１には、対象者の腕部を入れることができるようにしてもよい。なお、該ミスト発生装置１は、手軽に持ち運べる程度の寸法・重量とされているため、例えばミスト発生装置１をベッドの脇に置くなどして訪問介護の際に無理なく利用することができる。

上述のミスト発生装置１は、上記実施例に限定されることはない。例えば、ミスト放出口８０は蓋３に設けられている必要はなく、径大な飛沫が該ミスト放出口８０に到達しない位置であれば水槽４の側壁上側に設けられていても構わない。また、回転促進経路２００ａと回転抑制経路２１０ａは、上記実施例のように水車１０に向かう角度を互いに異ならせたものであってもよいし、液体の射出速度を互いに異ならせて液体の飛散量を増大させるものであってもよい。また、液体射出部２０，２１は、１箇所に配設されていてもよいし、３箇所以上に配設されていてもよい。また、前記回転促進経路２００ａと回転抑制経路２１０ａは、２以上設けられていてもよく、多く設けられている方がミスト量の増大という点において望ましい。また、水車１０は、２個に限定されることはなく、３個以上であってもよい。また、羽板部１１の形状は、湾曲形状である必要はなく、その他の形状であっても勿論よい。

１ ミスト発生装置
３ 蓋（被覆部）
４ 水槽
１０ 水車
１０ａ 回転軸
１１ 羽板部
１２ 上側板部
１３ 下側板部
２０ 第一液体射出部
２１ 第二液体射出部
７０ 外気導入口
７１ ファン（外気導入手段）
２００ａ 回転促進経路
２１０ａ 回転抑制経路

Claims (3)

1. 液体を貯留する水槽と、該水槽内に配設された水車と、該水槽内に配設され、該水車に向けて該水槽内の液体を射出する液体射出部と、を備え、射出された液体によって該水車が回転することによりミストが発生するミスト発生装置であって、
   前記水車の回転軸が上下方向とされ、該水車に発生する遠心力が横向きとなるように該水車が水槽内に配設されており、
   前記水車は、前記液体射出部から射出された液体が当たる複数の羽板部と、各羽板部の上縁部に差し渡されている上側板部と、各羽板部の下縁部に差し渡されている下側板部と、を具備しており、
   前記液体射出部から射出される液体の射出経路は、前記水車を所定方向に回転させる回転促進経路と、所定方向に回転する該水車の回転速度を抑制する回転抑制経路と、の少なくとも２種類を含む
   ことを特徴とするミスト発生装置。
2. 前記水車が、各水車の回転軸が同軸となるように上下に複数個配置されており、各水車に対して、前記回転促進経路と前記回転抑制経路とがそれぞれ設けられている
   請求項１に記載のミスト発生装置。
3. 前記水槽の上部を被覆する被覆部が形成され、該被覆部には外気導入口が設けられ、該外気導入口に、外気を水槽内に導入する外気導入手段が配置されている
   請求項１又は請求項２に記載のミスト発生装置。

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