JP7403243B2 - ミスト発生装置 - Google Patents

Description

本発明は、ミスト発生装置に関し、特にミストサウナや高齢者又は病人の手足のミスト浴等に用いら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及び２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、粒径が小さいミストを発生させるミスト発生装置が開示されている。当該ミスト発生装置では、装置内に設けられた水槽の水がヒーターによって加熱され、その水槽の温水を上記ノズルから噴出させている。これにより、ミスト浴に適する径が小さく且つ温度が高いミストを発生することを可能としている。

特許第６３４５０６５号公報 特許第６１１８５６３号公報

しかしながら、上記特許文献１及び２に開示されているミスト発生装置では、ノズルから射出された水を羽根車の羽板に衝突させることによって羽根車を従動回転させるので、比較的強い勢いでノズルから水を射出する必要があり、このために比較的強い圧力を発生できるポンプを必要とし、また、ノズルの口径を小さくする必要もある。そうすると、比較的性能が高いポンプが必要になるのでコストが増大する虞があり、また、ノズルの口径が小さいのでゴミ等のつまりによって故障を引き起こしたり、使用者に度々のメンテナンスを強いることとなる虞もある。

また、羽根車の回転がノズルの射出水の衝突による従動回転であるため、上記水を射出するためのポンプ圧力や、羽根車の回転軸にかかる負荷等に起因して、羽根車の回転速度が一定となり難い。羽根車の回転速度によって得られるミスト径は変化するため、特許文献１及び２のミスト発生装置では、所望の粒径のミストが安定して得られ難い。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の故障を防止できるとともに、羽根車の回転を所望の速度で一定にできて、所望の径のミストを得られるようにすることにある。

前記の目的を達成するために、本発明では、ミスト発生装置に羽根車を回転させるためのモータを具備させた。

具体的に、本発明に係るミスト発生装置は、水を貯留する水槽を備えた筐体と、前記水槽に設けられ、該水槽内の水を加熱するためのヒーターと、前記筐体内に設けられた鉛直方向に延びる軸部と、前記軸部に接続されたモータと、該軸部を回転軸として前記モータによって水平方向に一定速度で回転可能となるように、前記軸部に配設された羽根車と、前記水槽の水を前記羽根車に対して射出するノズルと、前記水槽の水を前記ノズルに送るポンプとを備え、前記羽根車は、該羽根車の回転方向に沿って配置され、前記ノズルから射出された水が衝突される複数の羽根板と、前記複数の羽根板の上端及び下端にそれぞれ位置し、前記複数の羽根板を挟むように配設された上板及び下板とを含み、前記ノズルから射出された水が前記羽根板に衝突することにより、水が粉砕されてミストを発生させるように構成され、前記筐体には、該筐体内で発生したミストを該筐体外に放出するためのミスト放出口が設けられていることを特徴とする。

本発明に係るミスト発生装置によると、軸部にモータが接続され、該軸部を回転軸としてモータによって水平方向に回転可能となるように羽根車が設けられているため、羽根車は、ノズルから射出される水によらずとも回転可能となる。このため、羽根車をモータによって所望の回転速度で回転させることができる。これにより、ノズルの開口径を小さくしたり、ノズルに水を送るポンプが比較的大きい圧力を発生させる必要がなく、安定して所望の径のミストを生成することができる。また、上記の通りノズルの開口径を小さくする必要がないため、ノズルにゴミ等がつまって故障を引き起こしたり、メンテナンス回数を増大させたりすることを防止できる。

本発明に係るミスト発生装置において、ノズルの開口径は、５ｍｍ以上であることが好ましい。

このようにすると、上記の通り、ノズルにおけるゴミのつまり等を効果的に防止することができ、装置の故障等を防ぎ、メンテナンスを容易にすることができる。

本発明に係るミスト発生装置おいて、前記筐体には、外気を該筐体内に導入するための外気導入口が設けられ、該外気導入口には外気を積極的に該筐体内に導入するための外気導入手段が設けられ、前記ミスト放出口は、前記外気導入口よりも開口径が小さく、前記外気導入手段による前記筐体内への積極的な外気導入により前記筐体内を加圧可能に構成されていることが好ましい。

このようにすると、外気導入手段によって外気が積極的に装置内に導入され、外気導入口よりもミスト放出口の開口径が小さいため、装置の筐体内の圧力が上昇可能となる。このため、ミストの気化を防止でき、ミストの熱量を増大することができ、その結果、装置から放出されるミスト流の温度の低減を抑制することができる。その結果、複雑な構造にしたり、コストを増大させること無く、温度が高く且つ粒径が小さいミスト浴に適したミストを得ることが可能となる。

本発明に係るミスト発生装置は、前記上板又は下板の中央に、開口部が設けられていることが好ましい。

このようにすると、羽根車の回転により、羽根車の上方又は下方から羽根車の内側を経由して羽根車の外側に向かう気流が生成し、発生したミストを羽根車から好適に拡散することができる。

本発明に係るミスト発生装置によると、装置部品の故障を防ぐとともに羽根車の回転を所望の速度で一定にできて、所望の径のミストを得ることができる。

本発明の一実施形態に係るミスト発生装置を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るミスト発生装置を示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るミスト発生装置におけるミスト発生機構を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態に係るミスト発生装置の使用形態を示す概略図である。 本発明の一実施形態の一変形例に係るミスト発生装置を示す縦断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用方法或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本発明の一実施形態に係るミスト発生装置について、図１～図３を参照しながら説明する。

図１～図３に示すように、本実施形態に係るミスト発生装置１０は、身部１１ａ及び蓋部１１ｂからなる筐体１１を含む。なお、蓋部１１ｂは、ビス等により身部１１ａに着脱自在に装着される。筐体１１内には水を貯留するための水槽１２が設けられている。水槽１２内には、鉛直方向に延びる軸部１３と、該軸部１３を回転軸として水平方向に回転可能に配設された羽根車１４と、水槽１２の水を羽根車１４に対して射出するノズル１５とが設けられている。また、筐体１１の蓋部１１ｂには、外気を筐体１１内に導入するための外気導入口１６が設けられ、外気導入口１６には外気を積極的に該筐体１１内に導入するための外気導入手段としてのファン１７が設けられている。さらに、蓋部１１ｂには、筐体１１内で発生したミストを筐体１１外に放出するためのミスト放出口１８が設けられている。

水槽１２には貯留された水を加熱するためのヒーター１９と、水槽１２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２０とが設けられている。水槽１２内の水は、ヒーター１９によって加熱され、当該加熱された水は、筐体１１内に設けられたポンプ２１により上記ノズル１５から射出される。具体的に、ポンプ２１には、水槽１２の底部に設けられた吸引孔２２を介して水槽１２と接続された吸引ホース２３、及びノズル１５と接続された送出ホース２４が接続されている。従って、ポンプ２１の作動によって水槽１２内の水は吸引孔２２を介して吸引ホース２３から吸引されて、送出ホース２４を通り、ノズル１５から射出されるように構成されている。なお、本実施形態において、図示はしないが、ノズル１５に水を送るポンプ２１の他に、所定の水源から水槽１２に水を補給するためのポンプが設けられていてもよい。さらに、水槽１２に水を補給するためのポンプは、上記フロートスイッチ２０の検知結果に基づいて作動が制御されていても構わない。

軸部１３は、具体的に、水槽１２において鉛直方向に延びる回転軸１３ａと、水槽１２の底部及び上部にそれぞれ設けられ、回転軸１３ａの下端及び上端をそれぞれ支持する軸受部１３ｂとから構成されている。また、軸部１３には、回転軸１３ａを回転させるために回転軸１３ａに接続されたモータ１３ｃが設けられている。本実施形態では、軸部１３の軸受部１３ｂの上に搭載されているが、これに限られない。また、本実施形態では、モータ１３ｃを軸受部１３ｂの上に搭載するために、蓋部１１ｂのモータ１３ｃに対応する位置に上方に突出する凸部１１ｃが設けられている。但し、モータ１３ｃを、凸部１１ｃを設ける必要がない他の位置に配置する場合は、当然に凸部１１ｃは不要である。また、図示はしないが、モータ１３ｃには、モータ１３ｃを駆動するための電源及びモータ１３ｃの回転速度を制御するための制御手段が設けられている。なお、その回転方向についても正回転及び逆回転のいずれにも制御可能である。

軸部１３の回転軸１３ａには、モータ１３ｃによる回転軸１３ａの回転に伴って水平方向に回転するように取り付けられた羽根車１４が設けられている。本実施形態では、羽根車１４は、上下に配列するように２つ設けられており、下側の羽根車１４の方が上側の羽根車１４よりも径が小さい。下側の羽根車１４の径を小さくすることにより、羽根車１４の回転によって水槽１２中の水面が波立つことを抑制できて、フロートスイッチ２０による異常検知等の発生を防止できる。しかしながら、これに限らず、上側の羽根車１４の方が下側の羽根車１４よりも径が小さくてもよいし、それらが同一の径を有していても構わない。さらに、羽根車１４の数は、２つに限らず、１つでもよいし、３つ以上でも構わない。

本実施形態において、上記ノズル１５は、２つの羽根車１４の鉛直方向位置にそれぞれ対応する位置に２つ設けられている。羽根車１４は、該羽根車１４の回転方向に沿って配置された複数の羽根板１４ａと、複数の羽根板１４ａの上端及び下端にそれぞれ位置し、前記複数の羽根板を挟むように配設された上板１４ｂ及び下板１４ｃとで構成されている。羽根板１４ａは、特に羽根車１４の回転によって、羽根車１４に気流が流れることを促進できるような形状で羽根板１４ａが構成及び配列されていることが好ましい。これにより、外気導入口１６を介して外気を積極的に該筐体１１内に導入できて、筐体１１内を加圧できる。筐体１１内の加圧による効果は後に説明する。

上記のようなミスト発生装置１０の構成により、図３に示すように、モータ１３ｃによる回転軸１３ｂの回転に伴って、該回転軸１３ｂを軸心として水平方向に回転する羽根車１４に向かってノズル１５から水が射出されると、羽根車１４の羽根板１４ａに水が衝突される。羽根板１４ａに衝突した水は、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。これにより、ミストが発生することとなる。また、このとき、上述の通り羽根車１４の回転軸１３ａは鉛直方向に定められているため、水平方向に遠心力が作用するので、比較的に小さい径のミストは水槽１２内において飛散して浮遊する。一方、大きい径の飛沫は上方に飛散することなく、水槽１２における水が貯留された下部に落下する。その結果、径が小さいミストのみを選択的に取り出すことが可能となる。

また、本実施形態において、上側の羽根車１４の上板１４ｂの中央に開口部が設けられており、下側の羽根車の下板１４ｃの中央にも開口部が設けられていることが好ましい。そのようにすると、羽根車１４の回転により、上述の通り羽根車１４への気流が生じ、具体的には、上側の羽根車１４の上方及び下側の羽根車１４の下方のそれぞれの開口部から羽根車１４の内側を経由して羽根車の外側に向かう気流が生成し、発生したミストを羽根車１４から好適に拡散することができる（図３の破線矢印を参照）。

また、本実施形態において、羽根車１４をモータ１３により回転させているため、ノズルの開口径を小さくする必要はなく、ノズルの開口径は、例えば５ｍｍ以上であることが好ましい。このようにすると、ノズルにおけるゴミのつまり等を防止することができ、装置の故障等を防ぎ、メンテナンスを容易にすることができる。

本実施形態に係るミスト発生装置１０において、上述の通り、外気導入口１６に外気導入手段としてのファン１７が設けられているため、ファン１７が作動することにより、外気が筐体１１内に導入される。その結果、筐体１１内で生成されて浮遊するミストが、外気導入口１６から導入された空気流によって流動し、ミスト放出口１８から放出される。また、本実施形態に係るミスト発生装置１０において、ファン１７の作動により、筐体１１内が加圧されるように構成されており、特にミスト放出口１８の開口径が外気導入口１６の開口径よりも小さい構造となっている。

本実施形態に係るミスト発生装置１０は、上述の通り、水槽１２にヒーター１９が設けられており、ヒーター１９により水が加熱されるため、水槽１２内には水蒸気が存在する。従来のミスト発生装置では上述の通り、ミストが気化する結果、放出されるミスト流の温度が低下することとなる。しかしながら、本実施形態に係るミスト発生装置では、上記の通り、筐体１１内が加圧されるように構成されているため、ミストの気化を防ぎ、ミストの熱量を増大することができ、その結果、装置から放出されるミスト流の温度の低減を抑制することができる。

なお、本実施形態において、図示していないが、上記ファン１７、ヒーター１９及びポンプ２１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。

次に、本実施形態に係るミスト発生装置１０の使用形態の一例について図４を参照しながら説明する。ここでは、ミスト発生装置１０を足のミスト浴のために用いる使用形態について説明する。図４に示すように、ミスト発生装置１０のミスト放出口１８と、使用者が足を入れるための袋体３０をホース３１によって接続し、ミスト放出口１８から放出されたミストが袋体３０内に導入されるようにして使用できる。このようにして、使用者の脚部を小さい粒径のミストでミスト浴することが可能となる。なお、ここでは、足のミスト浴に使用する使用形態を示したが、袋体３０の大きさを変更することで、全身のミスト浴にも使用可能である。

本実施形態に係るミスト発生装置１０において、外気導入口１６及びミスト放出口１８は筐体１１の蓋部１１ｂに設けられているが、身部１１ａ側に設けられていても構わない。但し、ミスト放出口１８は、大きい径の飛沫がミスト放出口１８に到達することを防ぐ観点から、できるだけ上部に設けられることが好ましい。また、羽根車１４は、軸部１３に２つ設けられているが、これに限られず、１つでもよいし、３つ以上が配列されていても構わない。但し、羽根車１４の数に対応する数のノズル１５が設けられることとなる。

次に、本実施形態の一変形例に係るミスト発生装置５０について説明する。上記一実施形態に係るミスト発生装置１０と比較して、本変形例に係るミスト発生装置５０は、２つの軸部が設けられており、それぞれの軸部に２つの羽根車が設けられていること、及びミスト放出口が２つ設けられていることが異なる。以下、本変形例に係るミスト発生装置５０について、図５を参照しながら説明する。但し、上記一実施形態に係るミスト発生装置１０と同一の構成については説明を省略する。

図５に示すように、本変形例に係るミスト発生装置５０の筐体５１内における水槽５２内には、軸部５３が水平方向に２つ配列されている。また、各軸部５３には、軸部５３の回転軸５３ｂを回転させるためのモータ５３ｃが接続されている。また、２つの軸部５３には、それぞれ上下に２つの羽根車５４が水平方向に回転可能に配設されている。このため、これらの羽根車５４に水を射出するためのノズル５５がそれらに対応する位置に１つずつ計４つ設けられている。４つのノズル５５は、筐体５１内に設けられたポンプ６１と送出ホース６４を介して接続されており、ポンプ６１の作動により、４つのノズル５５から水が射出される。本変形例では、このように羽根車５４の数が多数であるため、ミスト生成量を増大することができる。

また、本変形例では、筐体５１の蓋部５１ｂに２つのミスト放出口５８が設けられている。このため、１つのミスト発生装置５０で同時に２人が使用可能となる。この場合であっても、本変形例では、上述の通りミストを発生するための羽根車５４が多数設けられており、ミスト発生量が大きいため、２つのミスト放出口５８からミストを放出させても、それぞれからのミスト放出量の低減を防ぐことができる。

また、本変形例においても、上記一実施形態に係るミスト発生装置１０と同様に、本実施形態に係るミスト発生装置１０において、ファン５７の作動により、筐体５１内が加圧されるように構成されており、ミスト放出口５８の開口径が外気導入口５６の開口径よりも小さい構造となっている。特に、本変形例では、外気導入口５６の開口径をより大きくすることにより、外気導入量を増大し、ミスト放出口５８が２つあっても筐体５１内を加圧でき、また、ミストを２つのミスト放出口５８から十分に放出できるように構成されている。

以上から、本発明に係るミスト発生装置によると、装置部品の故障を防ぐとともに羽根車の回転を一定にできて、所望のミストを得ることができて極めて有用である。

１０、５０ ミスト発生装置
１１、５１ 筐体
１２、５２ 水槽
１３、５３ 軸部
１３ｃ、５３ｃ モータ
１４、５４ 羽根車
１５、５５ ノズル
１６、５６ 外気導入口
１７、５７ ファン
１８、５８ ミスト放出口
１９、５９ ヒーター
２０、６０ フロートスイッチ
２１、６１ ポンプ
２２、６２ 吸引孔
２３、６３ 吸引ホース
２４、６４ 送出ホース

Claims (4)

1. 水を貯留する水槽を備えた筐体と、
   前記水槽に設けられ、該水槽内の水を加熱するためのヒーターと、
   前記筐体内に設けられた鉛直方向に延びる軸部と、
   前記軸部に接続されたモータと、
   該軸部を回転軸として前記モータによって水平方向に一定速度で回転可能となるように、前記軸部に配設された羽根車と、
   前記水槽の水を前記羽根車に対して射出するノズルと、
   前記水槽の水を前記ノズルに送るポンプとを備え、
   前記羽根車は、
   該羽根車の回転方向に沿って配置され、前記ノズルから射出された水が衝突される複数の羽根板と、
   前記複数の羽根板の上端及び下端にそれぞれ位置し、前記複数の羽根板を挟むように配設された上板及び下板とを含み、
   前記ノズルから射出された水が前記羽根板に衝突することにより、水が粉砕されてミストを発生させるように構成され、
   前記筐体には、該筐体内で発生したミストを該筐体外に放出するためのミスト放出口が設けられていることを特徴とするミスト発生装置。
2. 前記ノズルの開口径は、５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のミスト発生装置。
3. 前記筐体には、外気を該筐体内に導入するための外気導入口が設けられ、該外気導入口には外気を積極的に該筐体内に導入するための外気導入手段が設けられ、
   前記ミスト放出口は、前記外気導入口よりも開口径が小さく、前記外気導入手段による前記筐体内への積極的な外気導入により前記筐体内を加圧可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のミスト発生装置。
4. 前記上板又は下板の中央に、開口部が設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のミスト発生装置。