JP6991555B2 - ディスペンサ装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、例えば泡状の液体を吐出するディスペンサ装置に関する。
例えば使用者の手などの対象物が近付いたことをセンサにより検出し、ポンプを作動させて石鹸水と空気を混合させて泡化し、泡状の液体(単に、泡とも言う)ノズルから吐出させる装置が開発されている(例えば特許文献1参照)。
ノズルが下向きである場合、ノズルから泡状の液体を吐出した後、ノズルの先端に残った泡や、泡が消失して生じた液体は、液垂れの原因となる。ノズルから垂れた液滴は、滴下面を汚したり、液滴の成分によっては、滴下面を変質、又は変色させたりすることがある。このため、ノズルの先端に設けた流路を狭めたり、ノズルの吐出口の周囲の表面積を増加させたりして、表面張力などの分子間力を増加させることにより、液垂れを防止する技術が開発されている。(例えば特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5、特許文献6参照)。
特開2017-12971号公報 特開2013-121377号公報 特開2013-121378号公報 特開2010-030613号公報 特表2011-521755号公報 特開2016-193001号公報
上記のように、ノズルの先端の形状を工夫することにより、表面張力などの分子間力を増加させてノズルの先端に泡を留めることができたとしても、ディスペンサ装置が設置された場所の湿度などの条件によっては、ノズルの先端に残った泡が自然乾燥により蒸発する速度より、ノズルの先端に残った泡が消えて液化する速度のほうが速い場合がある。この場合、分子間力によりノズルの先端に液体を留めることが困難となり、液垂れが発生する。したがって、ノズルの先端に残った泡の蒸発を促進させることが要望されている。
本発明の実施形態は、ノズルの先端に残った泡の蒸発を促進することにより、液垂れを防止することが可能なディスペンサ装置を提供する。
本実施形態のディスペンサ装置は、液体と気体が導入され、前記液体と前記気体が混合された泡状の液体を生成する泡生成部と、前記液体を前記泡生成部に送る第1ポンプと、前記気体を前記泡生成部に送る第2ポンプと、前記泡生成部から供給される前記泡状の液体を吐出する吐出口を有するノズル本体と、対象物が近付いたことを検出するセンサと、前記センサの出力信号に応じて前記第1ポンプ及び前記第2ポンプの動作を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記吐出口から前記泡状の液体の吐出を停止する前に、前記第1ポンプ及び前記第2ポンプの少なくとも1つの動作を制御することにより、吐出開始時に比べて、前記液体より前記気体の比率が高い前記泡状の液体を生成させ、前記ノズル本体は、前記吐出口の周囲に所定間隔離間し、前記吐出口より下方へ延出して設けられた複数の柱状の突起を具備する。
本実施形態に係るディスペンサ装置を概略的に示す構成図。 図2(a)は、図1に示すノズルを取り出して示す斜視部、図2(b)は、図2(a)の一部を切除した断面図。 図3(a)は、図1に示すノズルを取り出して示す斜視図、図3(b)は、図3(a)の一部を切除した断面図。 図4(a)(b)は、図3(a)(b)に示すノズルの機能を説明するために示す断面図。 ノズルの変形例を示す斜視図。 図6(a)(b)は、図5に示すノズルの機能を説明するために示す断面図。 制御部の動作の一例を示すフローチャート。 図7の第1変形例を示すフローチャート。 図7の第2変形例を示すフローチャート。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。図面において、同一部分には同一符号を付している。
図1において、ディスペンサ装置10は、液体タンク11、第1ポンプ12、第2ポンプ13、混合器14、メッシュ15、ノズル16、センサ17、制御部18、電源部19、第1パイプ20、第2パイプ21、第3パイプ22などを具備している。
液体タンク11は、例えば石鹸水や殺菌液などの液体を収容する。殺菌液は、例えばアルコールを含んでいてもよい。
第1ポンプ12は、例えば電動ポンプであり、図示せぬモータを備えている。第1ポンプ12は、モータが駆動されることにより、第1パイプ20によって液体タンク11内の液体を汲み上げ、第2パイプ21を通して混合器14に供給する。
第2ポンプ13も例えば電動ポンプであり、図示せぬモータを備えている。第2ポンプ13は、モータが駆動されることにより、第2ポンプ13の外部から気体、例えば空気を取り込み、第3パイプを通して混合器14に供給する。
混合器14は、第1ポンプ12により供給された液体と、第2ポンプ13により供給された気体を混合する。
メッシュ15は、混合器14から供給される液体と気体から泡状の液体を生成する。メッシュ15に代えて、例えばスポンジのような多孔質の材料を用いることも可能である。
尚、混合器14において、液体と気体を混合することにより十分な泡を発生することができる場合、メッシュ15は不要である。また、メッシュ15において、液体と気体を充分に混合できる場合、混合器14は、不要である。以下、混合器14とメッシュ15を合わせて単に泡生成部とも言う。
ノズル16は、メッシュ15の下部に設けられている。ノズル16は、後述するように吐出口を有し、メッシュ15により生成された泡状の液体を吐出口から吐出する。
センサ17は、例えばノズル16の近傍に設けられ、例えば使用者の手など、対象物が接近したことを検出する。センサ17は、例えば赤外線センサや超音波センサなどを適用することが可能である。
電源部19は、第1ポンプ12、第2ポンプ13、センサ17、制御部18に動作に必要な電力を供給する。電源部19は、商用電源を直流に変換する回路、又は電池を適用することも可能である。
制御部18は、センサ17の出力信号に従って、第1ポンプ12、及び第2ポンプ13の動作を制御する。すなわち、センサ17により、対象物が検出された場合、制御部18は、第1ポンプ12を駆動して液体タンク11から液体を汲み上げ、混合器14に供給するとともに、第2ポンプ13を駆動して気体を混合器14に供給する。
混合器14に供給された液体と気体は、混合されてメッシュ15に供給され、泡状の液体とされてノズル16から吐出される。
制御部18は、第1ポンプ12及び第2ポンプ13を駆動してから一定時間を経過した後、第1ポンプ12及び第2ポンプ13を停止させ、泡の吐出を停止させる。
さらに、制御部18は、泡の吐出停止直前において、第1ポンプ12及び第2ポンプ13の少なくとも1つの動作を制御し、泡の吐出開始時より、液体に比べて気体の比率が高い泡を生成する。ここで、吐出開始時とは、泡がノズル16から吐出されるとき、及び吐出されてから、後述する第1時間の間を含む。
換言すると、制御部18は、泡の吐出を停止させる前において、第1時間で吐出された泡状の液体の量より気体の量の比率が高い泡を生成させる。このため、ディスペンサ装置10の動作が停止した状態において、ノズル16に残存する泡は、気体の量に比べて液体の量が少ない。したがって、泡が消えて液化する速度より、泡が蒸発又は気化する速度を速くさせることが可能である。
また、ノズル16に残存する泡は、液体の量が少なく、軽い泡であるため、ノズル16から垂れにくい。仮に、ノズル16に残存する泡の蒸発が遅れて消泡し、液化した場合においても、液体の量が少ないため、ノズル16から垂れることを防止できる。
尚、制御部18の具体的な動作については、後述する。
図2(a)(b)は、ノズル16の一例を示している。
ノズル16は、ノズル本体16-1を有し、ノズル本体16-1の例えば湾曲された下面16-2は、例えば円錐台形状の突出部16-3を有している。突出部16-3は、中央部に吐出口16aを有している。吐出口16aは、泡生成部において生成された泡状の液体を吐出する。吐出口16aの周囲の突出部16-3には、所定間隔離間して、例えば円柱状の複数の突起16b、16c、16dが設けられている。突起16b、16c、16dは、吐出口16aから吐出された泡状の液体を吐出口16aより下方へ案内する、例えばパイロットピンとして作用する。
突起の数は、3個に限定されるものではなく、4個以上であってもよい。また、突起の形状は、円柱状に限定されるものではなく、複数の角部を有する角柱状であってもよい。さらに、突出部16-3は、必ずしも必要ではなく、吐出口16a及び突起16b、16c、16dは、ノズル本体16の下面16-2に設けられていてもよい。
吐出口16aから吐出された泡状の液体は、自重により下降する。しかし、上記のように、吐出が停止される直前の泡は、液体より気体の比率が高く、軽い泡である。軽い泡は、吐出口16aから吐出された場合、吐出方向が不安定である。このため、突起16b、16c、16dにより、泡の吐出方向を定めることができる。
しかも、突起16b、16c、16dの相互間は空間であるため、突起16b、16c、16dの相互間に留まった泡は、空気との接触面積が大きく、自然乾燥による泡の蒸発を促進できる。
図3(a)(b)、図4(a)(b)は、ノズル16の変形例を示している。
図3(a)(b)に示すように、吐出口16aの周囲で、突起16b、16c、16dの外側、及び突起16b、16c、16dの相互間には、複数のリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jが設けられている。
図4(a)に示すように、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jは、水平面とほぼ平行な面16kを有している。
このため、図4(b)に示すように、吐出口16aから吐出され、突起16b、16c、16dの相互間から漏れた泡状の液体は、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの各面16kに、例えば表面張力のような分子間力や泡の粘着力によって保持される。
このように、泡状の液体は、複数のリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jによって保持されるため、空気との接触面積を増加でき、自然乾燥による泡の蒸発を促進することができる。したがって、泡状の液体がリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jから垂れることを防止できる。
図5、図6(a)(b)は、リブの変形例を示している。
図3(a)(b)、図4(a)(b)に示すリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jは、水平面とほぼ平行な面16kを有している。
これに対して、図5、図6(a)に示すリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jは、吐出口16aから離れるに従って、吐出口16aより下方に向かう傾斜面16lをそれぞれ有している。
このため、図6(b)に示すように、突起16b、16c、16dの相互間から漏れた液体は、傾斜面16lに沿って降下し、傾斜面16lに保持される。すなわち、突起16b、16c、16dの相互間から漏れた液体は、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの各傾斜面16l上を吐出口16aから離れる方向に移動する。したがって、泡状の液体が吐出口16a付近に集まることを防止でき、泡状の液体をリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの各傾斜面16lに沿って広い範囲に広げることができる。
このため、図3(a)(b)、図4(a)(b)に示すように、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jが水平面とほぼ平行な面16kを有する場合に比べて、自然乾燥による泡の蒸発を促進させることができ、液体がリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jから垂れることを防止できる。
泡状の液体が吐出口16a付近に集まった場合、自然乾燥による泡の蒸発が妨げられるばかりではなく、消泡により生じた液体が集まり、大きな液滴となる。このため、液滴は自重により、落下し易くなる。しかし、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jに、吐出口16aから離れるに従って、吐出口16aより下方に向かう傾斜面16lを設けることにより、液垂れを防止することが可能である。
尚、本実施形態において、リブは突起16b、16c、16dの外側、及び突起16b、16c、16dの相互間に設けられているが、これに限定されるものではなく、少なくとも突起16b、16c、16dの相互間に設けられ、突起16b、16c、16dの相互間から漏れた液体を保持できればよい。
(作用)
図7は、制御部18の動作を示している。図7を参照して、上記構成のディスペンサ装置10の作用について説明する。
センサ17は、例えば赤外線を検出領域内に照射し、制御部18は、センサ17の出力信号に基づき、対象物としての使用者の手が検出されたかどうかを判断する(S11)。この結果、使用者の手が検出されない場合(S11、NO)、この動作が繰り返される。
一方、センサ17により使用者の手が検出されると(S11、YES)、制御部18は、第1ポンプ12及び第2ポンプ13を駆動する(S12)。このため、第1ポンプ12により第1パイプ20を通って液体タンク11内の液体が吸い上げられ、第2パイプを通って液体が混合器14内に送られる。これとともに、第2ポンプ13により気体が第3パイプ22を通って混合器14内に供給される。
混合器14内に供給された液体と気体は混合されてメッシュ15に供給される。混合された液体と気体がメッシュ15を通過することにより、泡状の液体が生成される。この泡状の液体は、ノズル16から吐出される。
上記第1ポンプ12及び第2ポンプ13の駆動は、第1時間実行される(S13、NO)。第1時間は、予め定められた一定量の泡状の液体を吐出するために必要な時間である。第1時間を経過すると(S13、YES)、第2ポンプ13が加速される(S14)。このため、泡生成部において、液体の量に対して気体の量が多い泡状の液体が生成され、第1時間より短い第2時間の間、ノズル16から吐出される(S15、NO)。第2時間は、泡状の液体の吐出が停止される前の僅かな時間である。
第2時間が経過すると(S15、YES)、第1ポンプ12及び第2ポンプ13が停止され、泡状の液体の吐出が停止される。
(実施形態の効果)
上記実施形態によれば、泡状の液体の吐出が停止される前に、吐出開始時に比べて、液体より気体の比率が高い泡が生成される。このため、ノズル16の吐出口16a内や、吐出口16aより外部の突起16b、16c、16dの間、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの面16k上、又は傾斜面16l上に残存する泡は、第1時間で吐出された泡状の液体より気体の比率が高い。したがって、吐出口16a内や、吐出口16aより外部の突起16b、16c、16d、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの面16k、又は傾斜面16lに残存する泡は、自然乾燥により蒸発し易いため、吐出口16a、突起16b、16c、16d、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jから液体が垂れることを防止できる。
また、ノズル16は、泡状の液体を吐出する吐出口16aを有し、突起16b、16c、16dは、吐出口16aの周囲に所定間隔離間して設けられ、吐出口16aから吐出される泡状の液体を吐出口16aより下方に案内して保持する。このため、ディスペンサ装置10の動作が停止した場合、吐出口16aから吐出された泡は、突起16b、16c、16dにより保持される。突起16b、16c、16dにより保持された泡は、第1時間で吐出された泡状の液体より液体の比率が低いため、自然乾燥により蒸発し易く、液垂れを防止できる。
しかも、泡状の液体が蒸発する以前に、泡が消えて液化した場合においても、突起16b、16c、16dに保持されている液体の量は、第1時間で吐出された泡状の液体より少ないため、液垂れを防止することができる。
また、突起16b、16c、16dは、吐出口16aの周囲に所定間隔離間して設けられている。このため、突起16b、16c、16dにより保持された泡状の液体、又は消泡された液体は、空気との接触面積が大きいため、突起16b、16c、16dから垂れる前に蒸発する。したがって、突起16b、16c、16dに保持された泡状の液体、又は消泡された液体が垂れることを防止できる。
さらに、ノズル16は、少なくとも突起16b、16c、16dの相互間に設けられたリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jを有し、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jは、水平面とほぼ平行な面16kを有している。このため、突起16b、16c、16dの間からリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jに泡状の液体が流れ出した場合においても、泡状の液体は、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの面16kに保持された状態で蒸発する。したがって、液垂れを防止することが可能である。
さらに、リブ16e、16f、16g、16h、16i、16jは、吐出口16aから離れるに従って、吐出口16aより下方となるように傾斜された傾斜面16lを有することができる。この場合、水平面とほぼ平行な面16kに比べて、突起16b、16c、16dの相互間から漏れた泡状の液体を傾斜面16lの広い範囲に亘って保持することが可能であるため、傾斜面16l上で、泡状の液体の蒸発を促進させることができ、液体がリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jから垂れることを防止できる。
(第1変形例)
図8は、図7の第1変形例を示している。
図7に示す実施形態の場合、制御部18は、第1ポンプ12及び第2ポンプ13を駆動し、第1時間経過した後、第2ポンプ13を加速し、気体の量を増加することにより、液体の量に対して気体の量が多い泡を生成した。
これに対して、図8に示す第1変形例の場合、気体の量より液体の量を低減することによって、液体より気体の比率が高い泡を生成する。すなわち、制御部18は、第1ポンプ12及び第2ポンプ13を駆動し(S11,S12)、第1時間経過した後(S13、YES)、第1ポンプ12を減速する(S17)。このため、泡生成部に供給される液体の量が低減され、第1時間で吐出された泡状の液体に比べて、気体より液体の比率が低い泡、換言すると、液体より気体の比率が高い泡が生成される。
第2変形例によっても、実施形態と同様に、泡の吐出を停止する前に、第1時間で吐出された泡状の液体に比べて、液体より気体の比率が高い泡を生成することができる。しかも、第2変形例の場合、液体の量を低減しているため、吐出口16a内や、突起16b、16c、16dの間、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの面16k上、又は傾斜面16l上に残存する泡状の液体の絶対量を低減することができる。
このため、上記実施形態に比べて、吐出口16a内や、突起16b、16c、16dの間、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの面16k上、又は傾斜面16l上に残存する泡状の液体の蒸発を、さらに促進できる。したがって、吐出口16a、突起16b、16c、16d、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jからの液垂れを一層防止できる。
(第2変形例)
図9は、図7の第2変形例を示している。
第2変形例も第1変形例と同様に液体の量を低減することによって、第1時間で吐出された泡状の液体に比べて、液体より気体の比率が高い泡を生成する。
すなわち、図9に示すように、制御部18は、第1ポンプ12及び第2ポンプ13を駆動し(S11,S12)、第1時間を経過した後(S13)、第1ポンプ12を停止させ(S18)、第2時間経過後(S15)、第2ポンプ13を停止させる(S19)。このように、気体より液体の供給を先に停止させることにより、第1時間で吐出された泡状の液体に比べて、液体より気体の比率が高い泡を生成することができる。
したがって、吐出口16a内や、突起16b、16c、16dの間、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの面16k上、又は傾斜面16l上に残存する泡状は、第1時間で吐出された泡状の液体に比べて、液体の量が気体に比べて少ない。このため、吐出口16a内や、突起16b、16c、16dの間、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jの面16k上、又は傾斜面16l上に残存する泡状は、自然乾燥により蒸発し易いため、吐出口16a、突起16b、16c、16d、及びリブ16e、16f、16g、16h、16i、16jから液体が垂れることを一層防止できる。
その他、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
10…ディスペンサ装置、12…第1ポンプ、13…第2ポンプ、14…混合器(泡生成部)、15…メッシュ(泡生成部)、16…ノズル、16-1…ノズル本体、16a…吐出口、16b、16c、16d…突起、16e、16f、16g、16h、16i、16j…リブ、16k…面、16l…傾斜面。

Claims (7)

  1. 液体と気体が導入され、前記液体と前記気体が混合された泡状の液体を生成する泡生成部と、
    前記液体を前記泡生成部に送る第1ポンプと、
    前記気体を前記泡生成部に送る第2ポンプと、
    前記泡生成部から供給される前記泡状の液体を吐出する吐出口を有するノズル本体と、
    対象物が近付いたことを検出するセンサと、
    前記センサの出力信号に応じて前記第1ポンプ及び前記第2ポンプの動作を制御する制御部と、
    を具備し、
    前記制御部は、前記吐出口から前記泡状の液体の吐出を停止する前に、前記第1ポンプ及び前記第2ポンプの少なくとも1つの動作を制御することにより、吐出開始時に比べて、前記液体より前記気体の比率が高い前記泡状の液体を生成させ
    前記ノズル本体は、前記吐出口の周囲に所定間隔離間し、前記吐出口より下方へ延出して設けられた複数の柱状の突起を具備することを特徴とするディスペンサ装置。
  2. 前記制御部は、前記第1ポンプを停止させる前に、前記第2ポンプによる前記気体の供給量を増加させることを特徴とする請求項1記載のディスペンサ装置。
  3. 前記制御部は、前記第2ポンプを停止させる前に、前記第1ポンプによる前記液体の供給量を減少させることを特徴とする請求項1記載のディスペンサ装置。
  4. 前記制御部は、前記第1ポンプを停止させた後、前記第2ポンプを停止させることを特徴とする請求項1記載のディスペンサ装置。
  5. 前記複数の柱状の突起のそれぞれは、円柱状、複数の角部を有する角柱状のうちの1つであることを特徴とする請求項1記載のディスペンサ装置。
  6. 前記ノズル本体は、前記吐出口の周囲に所定間隔離間して設けられた複数のリブを具備し、
    前記複数のリブのそれぞれは、水平な面を有することを特徴とする請求項5記載のディスペンサ装置。
  7. 前記ノズル本体は、前記吐出口の周囲に所定間隔離間して設けられた複数のリブを具備し、
    前記複数のリブのそれぞれは、前記吐出口から離れるに従って、前記吐出口より下方に向かう傾斜面を有することを特徴とする請求項5記載のディスペンサ装置。
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